CN106795755B - 利用单电缆引导系统的完井 - Google Patents
利用单电缆引导系统的完井 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106795755B CN106795755B CN201580053812.5A CN201580053812A CN106795755B CN 106795755 B CN106795755 B CN 106795755B CN 201580053812 A CN201580053812 A CN 201580053812A CN 106795755 B CN106795755 B CN 106795755B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wellbore
- tubular
- guided
- string
- electrical discontinuity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims description 6
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 claims description 4
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 2
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 238000010796 Steam-assisted gravity drainage Methods 0.000 description 8
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000010795 Steam Flooding Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/02—Determining slope or direction
- E21B47/022—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism
- E21B47/0228—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism using electromagnetic energy or detectors therefor
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
- E21B43/2406—Steam assisted gravity drainage [SAGD]
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/02—Determining slope or direction
- E21B47/022—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism
- E21B47/0228—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism using electromagnetic energy or detectors therefor
- E21B47/0232—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism using electromagnetic energy or detectors therefor at least one of the energy sources or one of the detectors being located on or above the ground surface
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/14—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
- G01V3/081—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices the magnetic field is produced by the objects or geological structures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/18—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
- G01V3/26—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with magnetic or electric fields produced or modified either by the surrounding earth formation or by the detecting device
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
一种系统包括电流源和接地端子。所述接地端子电连接到电流源。所述接地端子在大地的地表处接地。所述系统进一步包括参考导体。所述参考导体电连接到电流源，并且参考导体插入到参考井眼中。所述系统进一步包括管。所述管包括管柱电中断部件，并且所述管插入到参考井眼中。所述管具有管井底端，并且所述管在电中断部件和井底端之间是导电的。所述系统进一步包括管和参考导体之间的、位于管柱电中断部件和管井底端之间的电连接。所述系统还包括管和参考井眼之间的、位于管柱电中断部件和管井底端之间的电连接。所述系统进一步包括位于参考井眼外部的磁传感器。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年10月1日提交的美国临时专利申请No.62/058,369的优先权，通过引用将其整体并入本文中。
技术领域
本公开总体上涉及钻井定位系统，并且特别地涉及利用磁场确定地表下井眼的位置。
背景技术
准确的井眼安置和调查对于地表下油气藏的开发来说可以说是重要的。定向钻井同时感测钻头的钻井的位置和方向称为随钻测量(MWD)。某些MWD系统利用地球的重力和/或磁场的测量并且可以利用钻井时的旋转运动的陀螺仪测量。这些MWD工具可以利用惯性引导来计算井路径。这样的惯性引导方法可能使得沿井路径的误差积累，这增加了在钻井时的位置不确定性。
某些其他方法允许井孔中位置的直接井下确定，这可以导致井路径不确定性的降低。一种这样的方法是有源测距，其利用磁场的生成和测量。举例来说，在某些传统方法中，在参考井中井下放置磁线圈。通过测井电缆从地面激励磁线圈以形成双极磁场。所述测井电缆在提供电力之外还可以用于悬挂和放置磁线圈。通过在正被钻探的另一个井中的三轴磁强计来测量生成的双极磁场，由此允许相对于参考井来确定钻头的位置。这样的传统方法已经被用于对重油的蒸汽辅助重力泄油(SAGD)提取。某些SAGD操作利用两个平行的井眼，相对于大地表面一个井眼在另一个之上。这些传统的线圈方法可以在量程上受到限制并且可能需要利用测井电缆卡车来放置线圈并且对线圈供电。
某些SAGD操作已经使用单电缆引导方法。单电缆引导系统利用在单个电流承载电缆周围生成磁场。该电缆可以布置在地表上或者在参考井孔中，如美国专利No.4,593,770所述，通过引用将该专利并入本文中。由于在单电缆引导方法的线性电缆周围的磁场以1/r衰退，而不是对于围绕双极子的场的1/r3，所以与借助井下线圈有源测距相比，借助单电缆引导的测距距离可能更大。
在井孔单电缆引导系统中，由于沿具有套管的井孔的消除返回电流，参考井磁场可能会被消散。可以在相邻套管之间安装电隔离元件以限制通过管道的返回电流。在理论上，可以将沿测井电缆向下供应的电流的近乎100％递送到套管柱(casing string)中套管的绝缘的电极部段。电流然后可以进入地层，并且通过地层中的路径传播到电流源上的接地回路测杆。尽管这种方法可以提供强信号和良好的测距，但是类似于有源线圈，单电缆引导可能需要测井电缆接近井眼以放置单电缆。
发明内容
本公开包括一种系统。所述系统包括电流源和接地端子。所述接地端子电连接到电流源。所述接地端子在大地的地表处接地。所述系统进一步包括参考导体。所述参考导体电连接到电流源，并且参考导体插入到参考井眼中。所述系统进一步包括管。所述管包括管柱电中断部件，并且所述管插入到参考井眼中。所述管具有管井底端，并且所述管在电中断部件和井底端之间是导电的。所述系统进一步包括管和参考导体之间的、位于管柱电中断部件和管井底端之间的电连接。所述系统还包括管和参考井眼之间的、位于管柱电中断部件和管井底端之间的电连接。所述系统进一步包括位于参考井眼外部的磁传感器。
附图说明
在结合附图进阅读下面的具体描述时，最佳地理解本公开。要强调的是，根据行业内的标准做法，各种特征未按比例绘制。实际上，为了讨论清楚，各种特征的尺寸可以随意增加或减小。
图1是与本公开的至少一个实施方式一致的单电缆引导系统的示意性图示。
图2是与本公开的至少一个实施方式一致的单电缆引导系统的终端接头的分解示意图。
图3是与本公开的至少一个实施方式一致的单电缆引导系统的终端接头的分解示意图。
图4是描绘了与本公开的至少一个实施方式一致的孪生SAGD井中的单电缆引导系统的使用的侧视图。
图5是描绘了与本公开的至少一个实施方式一致的水平/竖直井中的单电缆引导系统的使用的侧视图。
图6是与本公开的至少一个实施方式一致的具有多个地表传感器的单电缆引导系统的使用的侧视图。
图7是与本公开的至少一个实施方式一致的具有相对于彼此在竖直方向上间隔的多个相邻的水平井腿柱的单电缆引导系统的使用的侧视图。
图8是与本公开的至少一个实施方式一致的具有彼此在水平方向上间隔的多个相邻的水平井腿柱的单电缆引导系统的使用的顶视图。
图9是与本公开的至少一个实施方式一致的单电缆引导系统在与参考井眼在竖直方向上和侧向上移位的水平井阵列中的使用的竖直横截面。
图10与本公开的至少一个实施方式一致的单电缆引导系统在竖直井的阵列中的使用的侧视图。
图11是与本公开的至少一个实施方式一致的单电缆引导系统在井侦听中的使用的侧视图。
具体实施方式
应当要理解，下面的公开提供了许多不同的实施方式或示例，用以实现各种实施方式的不同特征。在下面描述了部件和布置的具体示例以简化本公开。当然，这些描述仅仅是示例而不打算进行限制。此外，本公开可以在各种示例中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论的各种实施方式和/或配置之间的关系。
本公开在某些实施方式中可涉及井孔定位系统，该井孔定位系统用于相对于现有的参考井眼引导井眼钻井，并且用于经由电磁数据的获取来定位地表下井眼的相对位置。参考导体可以部署在同心管之间的环形空间中或者在完井管内。当完井管安装在井中时，参考导体可以传送到期望深度处的井下位置。所述参考导体可以被绝缘，并且在一些实施方式中，可以在或接近井底的位置或者已经被选择用于特定应用的另一地表位置，被接地到大地。所述参考导体可以通过井口中的压盖被传导到井口。在激励所述参考导体时，可以产生或以其他方式操作所述井。可以将参考电流施加到参考导体，并且随后将参考电流在超过电中断部件(electrical discontinuity)或比电中断部件深的点(如果改点存在的话)处注入到周围地层。可以调节注入到地层的电流的量级，并且可以调制电流的波形以促进高级信号处理技术。施加到参考导体的电流可以已经与能够被至少一个地表或地表下传感器检测的磁场测距信号关联。然后可以通过井下或地表数据处理来确定参考导体和传感器之间的相对方位和距离。
如在图1中示意性地示出的，在本公开的某些实施方式中，参考井眼10包括表面套管12。表面套管12可以沿外井孔表面11的一部分从地表17竖直延伸，一般从地表17竖直延伸10至50米或约30米。参考井眼10可以自进一步包括中间套管14。中间套管14可以从地表17延伸到参考井眼10的水平部分114。参考井眼10可以进一步包括衬套16。衬套16可以连接到中间套管14或从中间套管14“悬挂”。衬套16可以延伸到参考井眼10的井底端13。衬套16和中间套管14可以电连接。
在某些实施方式中，参考井眼10可以为出油井。在他实施方式中，参考井眼可以不是出油井。参考井10被测量针对的井(例如正在被钻探的井)例如为如1所示的引导的井眼20。在某些非限制性实施方式中，例如在图1中描述的实施方式中，可以沿基本上平行于参考井眼10的路径钻探引导的井眼20。在其他实施方式中，引导的井眼20可以基本上不平行于参考井眼10并且可以与参考井眼10垂直。在其他实施方式中，可以不包括引导的井眼20。“基本上”平行的意思是引导的井眼20和参考井眼10具有这样的一个或多个部段——在所述部段中参考井眼10的井孔轴线和引导的井眼20之间存在小于10度的差。参考井眼10和井眼20之间的距离的非限制性示例包括分开5至10米，但是得益于本公开的本领域技术人员将会意识到，井眼10和引导的井眼20之间更大或更小的距离涵盖于本公开的范围内。
引导的井眼20可以利用在引导的井眼钻柱24的下端21具有旋转头的钻头22来钻探。可以从位于地表出的设备(未示出)来操作钻头22。引导的井眼20可以包括能够检测磁场的方向和量级的磁场传感器201。在某些实施方式中，磁场传感器为磁强计；磁强计的非限制性示例为磁通门磁强计。在一些实施方式中，磁场传感器201适于测量磁场(例如磁场100)的x、y和z矢量。在某些实施方式中，钻头22可以是方向可调的从而控制钻探的方向，并且磁场传感器可以和随钻测量仪器包括在一起。MWD仪器还可以包括用于测量地球的重力场的加速度计和用于测量仪器在引导的井眼20内的旋转位置的陀螺仪。
参考井眼10的中间套管14可以由包括多个钢套管部段的导电钢套管柱来形成。每一个钢套管部段均可为约10米长并且通过螺纹接头端对端连接。例如在通过钢套管形成时，中间套管14可以是导电的。在一种实施方式中，中间套管14可以在井底端13处或其附近包括电中断部件26。在其他实施方式中，电中断部件26的位置不是限制性的并且可以位于沿中间套管14的任意位置。在其他实施方式中，如图1所示，电中断部件26可以位于衬套16内。衬套16可以是导电的。电中断部件26可以是间隙短节(gap sub)、由不导电材料(例如玻璃纤维、PEEK或聚乙烯)制成的不导电接头、不导电套管部段或管段(例如由玻璃纤维制成，或者通过用不导电物质涂覆套管段之间的螺纹来形成)。如本领域普通技术人员将理解的，按照本说明书，“不导电”在某些情况下可以为“基本上不导电”，因为在某些情况下，能够使得少量电流流过“不导电”材料。电中断部件26可以中断中间套管14或衬套16的电连续性。
在其他实施方式中，中间套管14或衬套16可以部分由不导电材料(例如玻璃纤维)形成。在这样的实施方式中，中间套管14或衬套16的由不导电材料形成的部分充当电中断部件26。当中间套管14或衬套16部分由不导电材料形成时，从接地端66到衬套/套管井底端113使用导电材料(例如钢)的部段。
参考井眼10可进一步包括管，例如完井柱(completion string)30。完井柱30可以例如为图1所示的出油柱。完井柱30可包括接合或盘绕的管。完井柱30可以插入到中间套管14中并且可以终止于管井底端213。完井柱30可以包括在管井底端213附近的管柱电中断部件50。管柱电中断部件50之间的距离可以基于管柱电中断部件50和管井底端213之间的完井柱30的外直径的表面积。期望的表面积可以基于例如地层电阻率和电流注入在地层上的效果。在某些实施方式中，管柱电中断部件50和管井底端213之间的距离可以为约一个套管接头长或约30英尺。在其他实施方式中，完井柱电中断部件的位置不是限制性的并且可以放置在沿完井柱30的任意位置。管电中断部件50可以为间隙短节、不导电接头或管接头之间的不导电涂层。
在其他实施方式中，完井柱30可以部分由不导电材料(例如玻璃纤维)形成。在这样的实施方式中，完井柱30的由不导电材料形成的部分充当电中断部件50。当完井柱30部分由不导电材料形成时，从接地端66到管井底端213使用导电材料(例如钢)的部段。
进一步参考图1，在地表17处，参考导体32附接到电流源70。在一些实施方式中，电流源70可以为可逆DC源或AC源，其适于向参考导体32供应直流或交流。电流源70连接到接地端子72，接地端子72接地到地表17处的接地点74。在某些实施方式中，接地点74可以与井口101间隔大于100英尺、大于1500英尺或在1500英尺和3000英尺之间。在一些情况下，接地点74的放置可以取决于相对于参考井眼10的便利的接地点的放置。在一种实施方式中，电流源70可以为可逆直流源。当电流源70是可逆直流源时，电流I的安培数的范围可以为：1-1000安培、5-10安培或10-100安培。最大安培数可取决于用于传导电流I的电缆的容量规格；在某些情况下，可用于井下使用的电缆的容量规格可取决于电缆自身可用的空间。当电流源是可逆直流源时，在测量磁场100期间，电流I首先在一个方向上流动一段时间，然后被逆变以在相反方向上流动第二时间段。替代地，对于电流源70可以替代可逆直流而使用交流。选择用于交流的频率可以部分取决于已经存在于钻机和与参考井眼10和引导的井眼20关联的其他设备上的交流电源的频率和谐振频率。避免已经存在的频率和谐振频率以减小本文所述的测量噪声可能是有利的。在一种实施方式中，对于来自电流源70的交流可以使用1到5Hz的频率。在一些情况下，当期望更高的测量采样率时，可以使用更高频率。在某些实施方式中，当电流源70是AC源时，可以利用信号滤波和放大，其可以允许更大的有效测量范围。
电流源70可以将电流I供应到参考导体32，电流沿参考导体32流到井底端13。参考导体32电连接到完井柱30的终端189，该终端与衬套16的末端部段接触。参考导体32在电中断部件26、50之下电耦接到完井柱30。电流I从而注入到大地，通过箭头I’指示。在某些实施方式中，由于电中断部件26、50，电流I’可以不向上传播过衬套16、中间套管14或完井柱30，但是传播到周围的地层中并且通过接地的端子72传播到电流源70。
由于前述的连接，在参考井眼10中的主要电流为流过参考导体32的电流I。这样的电流产生磁场100，磁场100围绕参考导体32并且与参考导体32同轴，并且处于与参考井眼10的轴线垂直的平面中。磁场100从参考井眼10向外延伸并且提供可以被引导的井眼20或地表17中的磁传感器201感测的测距信号。在某些实施方式中，磁场100的量级和方向可以被测量并且传送到地表17，在地表17计算机121可执行定位计算来确定从磁传感器201到参考井眼10的距离和方向。在一些实施方式中，定位计算可以借助包含在MWD钻井柱中的搭载处理器来在井下完成。
如图1进一步示出的，在某些完井中的参考导体32(其可以包括在传感器束34中)可以穿过井口压盖(未示出)并且在中间套管14和完井柱30之间的环形空间54中继续到参考井眼10。传感器束34可以绝缘。参考导体32或传感器束34可以附接到完井柱30的外直径56，或中间套管14的中间套管内直径58和衬套16的衬套内直径59。
替代地，如图2所示，参考导体32或传感器束34可以包含在另一管柱36(例如盘绕管)内；管柱36可以位于完井柱30内。参考导体32可以由具有内部电导体的绝缘线缆组成。在图2描绘的实施方式中，传感器束34还可以包括至井下传感器38的电缆连接器160。在某些实施方式中，传感器束34内的每个电缆彼此绝缘。另外，在某些实施方式中，电缆连接器160可以绝缘。举例而言，井下传感器38可以为温度和/或压力传感器。在其他实施方式中，参考导体32可以是部署在参考井眼10中的唯一电缆。
参考导体32的接地端66在管柱电中断部件50和电中断部件26之下或超过电中断部件50和电中断部件26的位置被接地到大地。在图2所述的实施方式中，参考导体32的接地端66在管柱36的管柱井底端313处或其附近接地。接地端66可以例如通过固定螺钉或其他方法连接到管柱36。
在图2和3中描绘的实施方式中，衬套16终止于衬套圆头40。完井柱30可以由管(例如2 3/8”管)形成并且可终止于具有装卸斜面44和槽46的装卸圆头42。如图2和图3所示，包括参考导体32的管柱36可以在完井柱30中。在图2和图3描绘的实施方式中，参考导体32电连接到管柱36在管柱不导电部段61之下的一部分，即终端接头48。终端接头48将参考导体32电连接到完井柱30。如图2和图3所示，在完井柱30和管柱36的任一个或二者中，管柱中断部件50和/或管柱不导电部段61可分别将终端接头48与管柱36隔离。
终端接头48可以具有嵌入式装卸指51。嵌入式装卸指51可插入到槽46中以将终端接头48保持到装卸斜面44。得益于本公开的本领域普通技术人员将意识到将终端接头48与装卸斜面44连接的其他方法，并且本公开不限于图2和3中描绘的方法。装卸终端接头48的机构可以包括用于移除终端接头48的装置(未示出)，例如通过包括脆弱点，所述装置可以用拉力脱离或断裂。
管柱中断部件50和管柱不导电部段61可以由不导电材料制成，例如玻璃纤维或聚醚醚酮(PEEK)，或者可以涂覆有不导电物质，例如不导电聚合物。替代地，如图3所示，可以利用一个或多个出油柱支座绝缘子间隙短节86和/或管柱支座绝缘子间隙短节87以进一步提供终端接头48与管柱36的电隔离。出油柱支座绝缘子间隙短节86可以具有比完井柱30的外直径大的外直径。类似地，管柱支座绝缘子间隙短节87可具有比管柱36的外直径大的外直径。
如图2和图3所示，将由终端接头48在完井柱30和管柱36上并且到衬套16的端部段89的物理接触产生电接触，在一个实施方式中，端部段89还通过电中断部件26与上部的衬套部段19电隔离。在替代实施方式中，导电接触元件(未示出)可以设置在外管和内管之间(例如在衬套16或中间套管30和完井柱30之间)的环形空间内，以确保与终端接头的导电性。导电接触元件的一个示例可以例如为弓形弹簧扶正器。
上面示意的方法可以用于在SAGD提取中钻探井孔，如图4示意性地示出的。图4描绘了孪生SAGD井。在孪生SAGD井中，大体上平行于参考井眼10钻探引导的井眼20可能是有利的。MWD工具或测井电缆工具处于引导的井眼20中。引导的井眼20和参考井眼之间的距离可以如上所述地确定。
在上面示意的方法可进一步应用于竖直参考井眼10和水平引导的井眼20，如在图5中示意的。由于朝向垂直参考井眼钻探引导的井眼20，因此可以使用上述的测距方法。
在又一实施方式中，磁传感器201可以放置在地表上以验证参考井眼10沿其长度的水平位置，如在图6中示意。
在另一种实施方式中，如图7所述，可以钻探多个水平的引导的井眼20，其中多个水平的引导的井眼中的每一个基本上平行，在竖直方向上相对于地面17对齐。多个水平的引导的井眼中的每一个可以参考参考井眼10按上述方式排列，这可在图7中示出。
在又一实施方式中，如图8所示，可以钻探多个水平的引导的井眼20，其中多个水平的引导的井眼20相对于大地的地表在水平方向上对齐并且大体上平行。多个水平的引导的井眼中的每一个可以参考参考井眼10按上述方式排列。在替代实施方式中，第一水平的引导的井眼20可以排列成参考井眼，并且后续的水平的引导的井眼20可以排列成第一水平的引导的井眼。
在另一种实施方式中，如图9所示，上面描述的方法可以用于热辅助重力泄油系统中。在热辅助重力泄油中，以一定模式钻探多个水平井。随后将加热元件部署在某些井中并且将泵部署在其他井中。具有紧密的井网以便允许有效的加热和泄油可能是有利的。图9描绘了与参考井眼10在竖直方向上和横向方向上移位的水平的引导的井眼20的阵列的水平横截面。多个水平的引导的井眼20中的每一个可以参考参考井眼10按上述方式排列。
在又一种实施方式中，如图10所示，上面描述的方法可以用于重油提取的立式蒸汽驱动(vertical steam drive)中。参考井眼10是竖直的并且多个引导的井眼20中的每一个也是竖直的。多个竖直的引导的井眼20中的每一个可以参考参考井眼10按上述方式排列。
在又一个实施方式中，如图11所示，参考井眼10可以是产油井。在想要侦听参考井10的情况下(例如为了缓解压力控制事件)，可以使用来自参考井10的测距信号来对引导的井眼20进行引导，在该情况下，为侦听路径上的减压井。
前述内容概述了几个实施方式的特征，以使得本领域普通技术人员可以更好地理解本公开的各个方面。这样的特征可以被许多等效替代物中的任一个取代，本文仅描述了等效替代物中的一些。本领域普通技术人员应当理解，他们可以容易地使用本公开作为基础以进行设计或修改其他过程和结构以实现相同目的和/或取得本文介绍的实施方式的相同优点。本领域普通技术人员还应当意识到，这样的等效构造不脱离本公开的精神和范围，并且本领域普通技术人员可以进行本文中的各种改变、替代或变更而不脱离本公开的精神和范围。
Claims (27)
1.一种用于定位钻井的系统，包括：
电流源；
接地端子，所述接地端子电连接到所述电流源，所述接地端子在大地的地表处接地；
参考井眼进一步包括中间套管，所述中间套管从大地的地表延伸到所述参考井眼的水平部段，所述中间套管进一步包括中间套管电中断部件，所述中间套管在所述中间套管电中断部件和所述中间套管的井底端之间是导电的；
参考导体，所述参考导体电连接到所述电流源，所述参考导体插入到所述参考井眼中；
管，所述管包括管柱电中断部件，所述管通过所述中间套管插入到所述参考井眼中，所述管具有管井底端，并且所述管在所述管柱电中断部件和所述管井底端之间是导电的；
所述管和参考导体之间的、位于所述管柱电中断部件和所述管井底端之间的电连接；
所述管和所述参考井眼之间的、位于所述管柱电中断部件和所述管井底端之间的电连接；
其中，多个引导的井眼中的每个引导的井眼包括磁传感器。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述磁传感器适于测量磁场的x、y和z矢量。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述磁传感器位于大地的地表处。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述引导的井眼和所述参考井眼基本上平行，并且MWD传感器位于所述引导的井眼内。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述参考井眼是竖直的，并且所述引导的井眼具有水平部段。
6.根据权利要求1所述的系统，进一步包括多个引导的井眼，每个引导的井眼都具有水平部段，其中，每个水平部段对齐成相对于其他水平部段基本平行，并且进一步地，其中，每个水平部段相对于地表与其他水平部段在竖直方向上对齐。
7.根据权利要求1所述的系统，进一步包括多个引导的井眼，每个引导的井眼都具有水平部段，其中，每个水平部段对齐成相对于其他水平部段基本平行，并且进一步地，其中，每个水平部段相对于地表与其他水平部段在水平方向上对齐。
8.根据权利要求1所述的系统，进一步包括多个引导的井眼，每个引导的井眼都具有水平部段，其中，每个水平部段对齐成相对于其他水平部段基本平行，并且进一步地，其中，每个水平部段相对于所述参考井眼在竖直方向上和在水平方向上布置。
9.根据权利要求1所述的系统，进一步包括多个引导的井眼，其中，所述引导的井眼和参考井眼是竖直的。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述引导的井眼是侦听井。
11.根据权利要求1所述的系统，其在中间套管的导电部分和所述管之间具有导电接触元件。
12.根据权利要求1所述的系统，进一步包括衬套，其中，所述衬套电连接且机械连接到所述中间套管，所述衬套从所述中间套管延伸到所述参考井眼的底端，并且所述管位于所述衬套内。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述衬套进一步包括电中断部件。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述电中断部件是间隙短节或不导电接头。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述不导电接头由玻璃纤维、PEEK或聚乙烯组成。
16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述管柱电中断部件是间隙短节。
17.根据权利要求13所述的系统，其进一步包括管柱，其中，所述管柱在所述衬套内，并且其中，所述参考导体在所述管柱内。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述管柱是盘绕管。
19.根据权利要求17所述的系统，其中，所述管柱进一步包括管柱不导电部段。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述参考导体具有接地端，所述接地端在所述管柱电中断部件、电中断部件和管柱井底端之间电耦接到所述参考井眼。
21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述衬套终止于衬套圆头。
22.根据权利要求20所述的系统，其中，导电管终止于装卸圆头。
23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述衬套进一步包括所述管柱不导电部段和所述管柱井底端之间的终端。
24.根据权利要求23所述的系统，其中，终端接头将所述参考导体电连接到所述导电管。
25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述衬套圆头进一步包括装卸斜面。
26.根据权利要求25所述的系统，其中，所述装卸斜面包括槽，并且所述终端接头包括嵌入式装卸指，所述嵌入式装卸指能够插入到所述槽中。
27.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电流源是可逆直流或交流。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201462058369P | 2014-10-01 | 2014-10-01 | |
| US62/058,369 | 2014-10-01 | ||
| PCT/US2015/052972 WO2016054059A1 (en) | 2014-10-01 | 2015-09-29 | Well completion with single wire guidance system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106795755A CN106795755A (zh) | 2017-05-31 |
| CN106795755B true CN106795755B (zh) | 2021-04-16 |
Family
ID=55631372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201580053812.5A Expired - Fee Related CN106795755B (zh) | 2014-10-01 | 2015-09-29 | 利用单电缆引导系统的完井 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US10041345B2 (zh) |
| CN (1) | CN106795755B (zh) |
| AU (1) | AU2015323907B2 (zh) |
| CA (1) | CA2959861C (zh) |
| RU (1) | RU2698357C2 (zh) |
| WO (1) | WO2016054059A1 (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2613377C2 (ru) * | 2012-12-07 | 2017-03-16 | Халлибертон Энерджи Сервисез Инк. | Система бурения параллельных скважин для применений пгд |
| WO2015099790A1 (en) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Drilling collision avoidance apparatus, methods, and systems |
| AU2013409495B2 (en) * | 2013-12-30 | 2017-07-13 | Halliburton Energy Services, Inc. | Ranging using current profiling |
| AU2015387499B2 (en) * | 2015-03-25 | 2019-03-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | Surface excitation ranging methods and systems employing a customized grounding arrangement |
| US10822941B2 (en) * | 2015-07-21 | 2020-11-03 | The Charles Machine Works, Inc. | Underground guidance using above-ground mesh network |
| CN109209353B (zh) * | 2017-07-03 | 2022-06-03 | 中国石油天然气股份有限公司 | 在油气井的钻井过程中确定井间距离和方向的装置及方法 |
| US11243323B2 (en) * | 2018-08-02 | 2022-02-08 | Scientific Drilling International, Inc. | Buried wellbore location from surface magnetic measurements |
| CN111173504B (zh) * | 2019-12-31 | 2020-10-30 | 中国地质大学（武汉） | 一种不干扰邻井作业的邻井距离随钻电磁大范围探测系统 |
| RU2735795C1 (ru) * | 2020-03-27 | 2020-11-09 | Общество с ограниченной ответственностью "Айсико" | Способ определения поинтервального притока флюида в эксплуатационных скважинах |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5515931A (en) * | 1994-11-15 | 1996-05-14 | Vector Magnetics, Inc. | Single-wire guidance system for drilling boreholes |
| US5676212A (en) * | 1996-04-17 | 1997-10-14 | Vector Magnetics, Inc. | Downhole electrode for well guidance system |
| CN1782320A (zh) * | 2004-11-30 | 2006-06-07 | 通用电气公司 | 双井的精确钻井导向方法和系统 |
| CN101787880A (zh) * | 2010-02-26 | 2010-07-28 | 煤炭科学研究总院重庆研究院 | 煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置 |
| CN102235166A (zh) * | 2010-05-07 | 2011-11-09 | 张琳 | 一种加速度传感器与磁传感器同轴正交调整的方法 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3529682A (en) | 1968-10-03 | 1970-09-22 | Bell Telephone Labor Inc | Location detection and guidance systems for burrowing device |
| US4691203A (en) * | 1983-07-01 | 1987-09-01 | Rubin Llewellyn A | Downhole telemetry apparatus and method |
| US4821035A (en) * | 1984-05-01 | 1989-04-11 | Comdisco Resources, Inc. | Method and apparatus using a well casing for transmitting data up a well |
| US4593770A (en) | 1984-11-06 | 1986-06-10 | Mobil Oil Corporation | Method for preventing the drilling of a new well into one of a plurality of production wells |
| US5074365A (en) * | 1990-09-14 | 1991-12-24 | Vector Magnetics, Inc. | Borehole guidance system having target wireline |
| JP3414064B2 (ja) | 1995-08-03 | 2003-06-09 | 三菱電機株式会社 | マルチメデイア情報処理装置 |
| US6727705B2 (en) * | 2000-03-27 | 2004-04-27 | Schlumberger Technology Corporation | Subsurface monitoring and borehole placement using a modified tubular equipped with tilted or transverse magnetic dipoles |
| US6868922B2 (en) * | 2000-11-10 | 2005-03-22 | Kddi Corporation | Method for measuring digging positions |
| WO2003036034A1 (en) * | 2001-10-24 | 2003-05-01 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Coductor-in-conduit heat sources with an electrically conductive material in the overburden |
| WO2006053434A1 (en) | 2004-11-19 | 2006-05-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and apparatus for drilling, completing and configuring u-tube boreholes |
| WO2007008947A1 (en) * | 2005-07-08 | 2007-01-18 | Cdx Gas, Llc | Whipstock liner |
| RU2298095C1 (ru) * | 2006-03-16 | 2007-04-27 | Закрытое Акционерное общество Научно-производственная фирма по геофизическим и геоэкологическим работам "Каротаж" | Система передачи забойной информации в процессе бурения (варианты) |
| US7703548B2 (en) | 2006-08-16 | 2010-04-27 | Schlumberger Technology Corporation | Magnetic ranging while drilling parallel wells |
| AU2008242799B2 (en) * | 2007-04-20 | 2012-01-19 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Parallel heater system for subsurface formations |
| CA2734079C (en) * | 2009-07-02 | 2013-12-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Borehole array for ranging and crosswell telemetry |
| RU2613377C2 (ru) * | 2012-12-07 | 2017-03-16 | Халлибертон Энерджи Сервисез Инк. | Система бурения параллельных скважин для применений пгд |
-
2015
- 2015-09-29 WO PCT/US2015/052972 patent/WO2016054059A1/en active Application Filing
- 2015-09-29 CN CN201580053812.5A patent/CN106795755B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2015-09-29 US US14/869,439 patent/US10041345B2/en active Active
- 2015-09-29 CA CA2959861A patent/CA2959861C/en active Active
- 2015-09-29 AU AU2015323907A patent/AU2015323907B2/en active Active
- 2015-09-29 RU RU2017113705A patent/RU2698357C2/ru active
-
2018
- 2018-07-06 US US16/029,138 patent/US10458227B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5515931A (en) * | 1994-11-15 | 1996-05-14 | Vector Magnetics, Inc. | Single-wire guidance system for drilling boreholes |
| US5676212A (en) * | 1996-04-17 | 1997-10-14 | Vector Magnetics, Inc. | Downhole electrode for well guidance system |
| CN1782320A (zh) * | 2004-11-30 | 2006-06-07 | 通用电气公司 | 双井的精确钻井导向方法和系统 |
| CN101787880A (zh) * | 2010-02-26 | 2010-07-28 | 煤炭科学研究总院重庆研究院 | 煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置 |
| CN102235166A (zh) * | 2010-05-07 | 2011-11-09 | 张琳 | 一种加速度传感器与磁传感器同轴正交调整的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US10041345B2 (en) | 2018-08-07 |
| CA2959861A1 (en) | 2016-04-07 |
| RU2698357C2 (ru) | 2019-08-26 |
| AU2015323907A1 (en) | 2017-03-16 |
| US10458227B2 (en) | 2019-10-29 |
| RU2017113705A3 (zh) | 2019-03-01 |
| US20160097272A1 (en) | 2016-04-07 |
| CA2959861C (en) | 2020-06-02 |
| WO2016054059A1 (en) | 2016-04-07 |
| CN106795755A (zh) | 2017-05-31 |
| AU2015323907B2 (en) | 2020-03-19 |
| US20180313202A1 (en) | 2018-11-01 |
| RU2017113705A (ru) | 2018-11-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106795755B (zh) | 利用单电缆引导系统的完井 | |
| US10760407B2 (en) | Surface excitation ranging system for SAGD application | |
| RU2608752C2 (ru) | Система дистанционирования отдельной скважины sagd на основании градиентов | |
| US5676212A (en) | Downhole electrode for well guidance system | |
| US10208584B2 (en) | Fiber optic current monitoring for electromagnetic ranging | |
| US20170160422A1 (en) | Sensor system for downhole galvanic measurements | |
| CA2689815C (en) | Method and system for precise drilling guidance of twin wells | |
| US20170329035A1 (en) | A single wire guidance system for ranging using unbalanced magnetic fields |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210416 Termination date: 20210929 |