CN108884709B - 海底多孔钻井&完井系统 - Google Patents

Abstract

用于钻取多个井(57)的系统和方法包括着陆模板(12)，着陆模板具有至少两个通孔(14)。每个通孔从着陆模板的第一面(16)延伸至着陆模板的相对的第二面(18)。裙部导管(24)装固于着陆模板，裙部导管能够操作成驱动到海床(26)中，以使着陆模板在泥线(28)近侧。孔分离器引导件具有钻头引导件，其确定大小成与通孔中的一个配准。孔分离器引导件能够移动成与至少两个通孔中的每个一次一个地对准。

Description

海底多孔钻井&完井系统

技术领域

本公开大体上涉及钻井油气(hydrocarbon)开发和生产井，并且更具体而言，涉及通过单个模板钻取多个井。

背景技术

存在小型的油气储层，其位于浅水域(如高达100m)中，被认为略微成本有效。如果这些储层试图例如利用完整的海底开发系统或者利用专用平台来开发，则经济学将不赞成储层的油气的开发和生产。如果这些储层中的一些可以以较低成本的方式开发，则这些储层中的一些可在经济上为可行的。

发明内容

本文中描述的实施例提供用于在浅水边缘区域中或在现有生产设施附近探索和生产多个井的系统和方法，而没有对建造附属平台的需要，没有昂贵的半潜式钻取钻塔的使用，并且没有对完整的海底开发的需要。因为活动在浅水中发生，所以潜水员可参与操作，并且可避免成本高的遥控运载工具的使用。

本文中公开的实施例允许操作者利用自升式钻塔或辅助(tender assist)钻取钻塔同时钻取、探测和悬挂两个或更多个井，并且以泥线树状物完成每个井。本文中公开的用于钻取多个井的系统允许操作者能够以单个钻井导管快速且有效地钻取和评估海底近距离储层(close proximity reservoir)，并且能够将任何海底生产管道回接至现有平台。

在本公开的实施例中，一种用于钻取多个井的系统包括着陆模板，着陆模板具有至少两个通孔。每个通孔从着陆模板的第一面延伸至着陆模板的相对的第二面。裙部导管装固于着陆模板。裙部导管能够操作成驱动到海床中，以使着陆模板在泥线近侧。孔分离器引导件具有钻头引导件，其确定大小成与通孔中的一个配准。孔分离器引导件能够移动成与至少两个通孔中的每个一次一个地对准。

在本公开的备选实施例中，一种用于完成多个井的系统包括着陆模板，着陆模板具有至少两个通孔。每个通孔从着陆模板的第一面延伸至着陆模板的相对的第二面。裙部导管装固于着陆模板。裙部导管驱动到海床中，以使着陆模板在泥线近侧。孔分离器引导件具有钻头引导件，其确定大小成与通孔中的一个配准。孔分离器引导件能够移动成与至少两个通孔中的每个一次一个地对准。立管导管短管沿与裙部导管相对的方向从着陆模板延伸。钻井立管密封地连接于立管导管短管。钻井立管确定大小成容纳钻柱，其用于在钻头引导件与通孔中的一个配准时引导穿过钻头引导件。

在本公开的又一实施例中，一种用于钻取多个井的方法包括提供着陆模板，着陆模板具有至少两个通孔。每个通孔从着陆模板的第一面延伸至着陆模板的相对的第二面。着陆模板还具有装固于着陆模板的裙部导管。裙部导管驱动到海床中，以使着陆模板在泥线近侧。孔分离器引导件对准，以使孔分离器引导件的钻头引导件与通孔中的一个配准。第一井通过钻头引导件来钻取。移动孔分离器引导件，以使钻头引导件与通孔中的另一个配准，并且第二井通过钻头引导件来钻取。

附图说明

为了一方式，以上简要概述的本公开的实施例的更具体的描述可通过参照在附图中示出的其实施例而进行，该附图形成本说明书的部分，以该方式获得并且可更详细地理解本公开的特征、优点和目的，以及将变得显而易见的其它事物。然而，将注意的是，附图示出本公开的仅某些实施例，并且因此不视为限制其范围，因为本公开可承认其它同等有效的实施例。

图1为根据本公开的实施例的用于钻取多个井的系统的模板组件的截面视图。

图2为根据本公开的实施例的用于钻取多个井的系统的示意性截面视图。

图3为根据本公开的实施例的、示出完成的井的、用于钻取多个井的系统的示意性截面视图。

具体实施方式

本公开的系统和方法现在将在下文中参照示出本公开的实施例的附图来更完全地描述。然而，本公开的系统和方法可以以许多不同的形式实施，并且不应当解释为限于本文中阐述的示出的实施例。相反，提供这些实施例，以使本公开将为彻底且完整的，并且将本公开的范围完全传达给本领域技术人员。相似的标记始终指的是相似的元件。

参照图1，模板组件10包括着陆模板12。着陆模板12具有至少两个通孔14。作为实例，着陆模板12可具有两个到五个通孔14，并且可具有范围在三十六到五十六英寸内的外径。通孔14从着陆模板12的第一面16延伸至着陆模板12的相对的第二面18。通孔14可在形状上为大体圆柱形的。在通孔14的内径上的是悬挂器轮廓17。悬挂器轮廓17确定大小和形状成支承海底泥线悬挂器的重量。作为实例，套管悬挂器19(图3)可着陆在悬挂器轮廓17上并且锁定至悬挂器轮廓17。悬挂器轮廓17可包括例如向上面向的倾斜环形肩部，用于支承悬挂器的匹配肩部。

通孔14可包括通孔14的内径上的孔螺纹20，其在着陆模板12的第一面16近侧。孔螺纹20可用于将螺纹部件装固到通孔14中。作为实例，悬置盖22(图2)可拧入到通孔14中。一个或更多个对准槽23可位于通孔14的内径内。对准槽23可延伸穿过孔螺纹20，在孔螺纹20中产生间隙。对准槽23可用作用于延伸到通孔14中的部件的对准和防旋转特征。

模板组件10可具有装固于着陆模板12的裙部导管24。作为实例，裙部导管24的端部可在第二面18近侧焊接至着陆模板12。裙部导管24可为具有侧壁的管状部件，该侧壁与着陆模板12的外径对准。裙部导管24能够操作成驱动到海床26中，以使着陆模板12在泥线28(图3)近侧。裙部导管24可帮助相对于海床26支承着陆模板12和使其稳定。

模板组件10还可包括装固于着陆模板12的立管导管短管30。作为实例，立管导管短管30的端部可在第一面16近侧焊接至着陆模板12。立管导管短管30可沿与裙部导管24相对的方向从着陆模板12延伸。立管导管短管30可为具有侧壁的管状部件，该侧壁与着陆模板12的外径对准。立管导管短管30可提供用于将钻井立管32(图2)连接于模板组件10的表面。

观看图2，孔分离器引导件34可由着陆模板12支承。孔分离器引导件34可为大体上圆柱形部件，并且可具有引导特征，如限定钻头引导件36的单个内孔。钻头引导件36确定大小成与通孔14配准。钻头引导件36可与通孔14中的一个配准。孔分离器引导件34能够移动，以使钻头引导件36可依次与通孔14中的每个一次一个地配准。

孔分离器引导件34可具有与第一面16匹配的大体环形肩部38。延伸经过肩部38的是一个或更多个对准部件40。对准部件40可为细长部件，其确定大小成在孔分离器引导件34下降到着陆模板12上时接合对准槽23。对准部件40和对准槽23的接合有助于使钻头引导件36与通孔14对准，并且有助于防止孔分离器引导件34与着陆模板12之间的相对旋转。

在从对准部件40的孔分离器引导件34的端部处，孔分离器引导件34可具有接合轮廓42。接合轮廓42可由安装工具44使用，用于使孔分离器引导件34下降到着陆模板12上，用于将分离器引导件从一个通孔14移动至另一通孔14，并且用于取回孔分离器引导件34。作为实例，接合轮廓42可为“J”形槽，并且安装工具44可具有用于接合接合轮廓42的突起45。在备选实施例中，其它已知工具轮廓可用于使孔分离器引导件34与安装工具44接合。

悬置盖22可位于通孔14中的一个中，该一个通孔14不与钻头引导件36对准。作为实例，悬置盖22可具有外螺纹，其与孔螺纹20匹配，以将悬置盖22可释放地装固在通孔14中。悬置盖22可堵塞通孔14，以使流体和压力不可经由通孔14移动经过着陆模板12。悬置盖22可利用密封件46或利用其它已知的密封手段来密封地接合通孔14的内径。悬置盖22可与钻管48接合，以便于将悬置盖22插入到通孔14中和从通孔14移除悬置盖22。

钻井立管32可为低压钻井立管。钻井立管32确定大小成容纳钻柱，其在钻头引导件36与通孔14中的一个配准时穿过钻头引导件36。钻井立管32可利用连接组件50装固和连接于模板组件10。连接组件50可为快速连接型组件，其具有液压可膨胀的弹性体封隔器元件，作为实例，该液压可膨胀的弹性体封隔器元件可提供用于低压钻井的快速连接和断开，而不需要高扭矩断开。连接组件50可密封在立管导管短管30的外径与钻井立管32的内径之间。作为实例，连接组件50可包括封隔器组件52，其能够操作成密封在立管导管短管30的外径与钻井立管32的内径之间。钻井立管32可承载封隔器组件52并且可在立管导管短管30的部分之上延伸并外接该部分，并且封隔器组件52可为过冲式封隔器，其可接着充气或供能成形成在立管导管短管30的外径与钻井立管32的内径之间的密封。

观看图3，模板组件10示出为油气开发完井的部分。套管悬挂器19着陆在悬挂器轮廓17上并且锁定至悬挂器轮廓17。外套管53可从套管悬挂器19悬置。套管悬挂器19可为泥线型悬挂器。随后的套管悬挂器54可由套管悬挂器19支承。内套管56可从随后的悬挂器54悬置。内套管56和外套管53两者延伸到井57中。生产管道58延伸至树状物60。树状物60为泥线或海洋树状物，并且可允许浅水海底井57从标准自升式钻取钻塔或辅助钻取单元的钻井和完井。

回接线(tieback line)62从树状物60延伸至现有的生产设施，以使不存在对建造新的地面设施或完整的海底开发的需求。回接线62将产生的流体从井57运送至生产设施。

在操作的实例中，模板组件10下降至海床26。模板组件10的裙部导管24驱动到海床26中，直到着陆模板12在泥线28近侧。钻井立管32可密封地连接于模板组件10。连接组件50可用于密封在立管导管短管30的外径与钻井立管32的内径之间。钻井立管32可下降越过立管导管短管30的上端部，并且封隔器组件52可为过冲式封隔器，其可接着充气或供能成形成在立管导管短管30的外径与钻井立管32的内径之间的密封。在钻井立管32密封地连接于立管导管短管30之后，由封隔器组件52形成的密封可进行液压测试，以确保钻井立管32与立管导管短管30之间的密封的完整性。

孔分离器引导件34对准，以使孔分离器引导件34的钻头引导件36与通孔14中的一个配准。孔分离器引导件34可利用安装工具44下降到着陆模板12上。作为实例，安装工具44的突起45可与接合轮廓42匹配。在孔分离器引导件34着陆在着陆模板12上时，对准部件40和对准槽23的接合有助于使钻头引导件36与通孔14对准，并且有助于防止孔分离器引导件34与着陆模板12之间的相对旋转。对准部件40和对准槽23的接合在安装工具44旋转以使突起45与接合轮廓42解除接合时，固持孔分离器引导件34和着陆模板12的相对位置。

具有附接的钻头的钻管48可接着通过钻头引导件36钻取第一井57a。外套管53和套管悬挂器19可着陆在悬挂器轮廓17内并且由悬挂器轮廓17支承。具有附接的钻头的钻管48可接着通过套管悬挂器19进一步钻取第一井57a，并且接着内套管56和随后的悬挂器54可着陆在套管悬挂器19内并且由套管悬挂器19支承。悬置盖22可接着利用钻管48拧入到通孔14中，以便防止任何流体通过模板组件10进入第一井57a或从第一井57a离开。

安装工具44可接着用于移动孔分离器引导件34，以使钻头引导件36与通孔14中的另一个配准。具有附接的钻头的钻管48可接着通过钻头引导件36钻取第二井57b。外套管53和套管悬挂器19可着陆在悬挂器轮廓17内并且由悬挂器轮廓17支承。具有附接的钻头的钻管48可接着通过套管悬挂器19进一步钻取第二井57b，并且接着内套管56和随后的悬挂器54可着陆在套管悬挂器19内并且由套管悬挂器19支承。悬置盖22可接着利用钻管48拧入到通孔14中，以便防止任何流体通过模板组件10进入第二井57b或从第二井57b离开。该过程可重复成通过其它通孔14钻取另外的井。

泥线树状物60可下降到泥线处的着陆模板12上。每个泥线树状物60可与井57中的一个流体连通。回接线62从树状物60延伸，以使从井57产生的流体可输送至现有的生产设施，并且不存在对建造新的地面设施或完整的海底开发的需求。本文中公开的方法的操作中的每一个可从标准自升式钻取钻塔或辅助钻取单元执行，而不需要半潜式钻取钻塔或其它更昂贵的钻塔，并且利用潜水员辅助执行，而不需要更昂贵的遥控运载工具。

用语“垂直”、“水平”、“向上”、“向下”、“上方”和“下方”以及类似的空间关系术语在本文中仅为了方便而使用，因为本公开的元件可安装在各种相对位置。

虽然本公开的实施例仅以它们的形式中的一些示出或描述，但是对本领域技术人员而言将显而易见的是，本公开的实施例不限于此，而是在不脱离本公开的范围的情况下易受各种变化。

Claims (17)

1.一种用于钻取多个井的系统，所述系统包括：

着陆模板，所述着陆模板具有至少两个通孔，每个通孔从所述着陆模板的第一面延伸至所述着陆模板的相对的第二面；

裙部导管，其装固于所述着陆模板，所述裙部导管能够操作成驱动到海床中，以使所述着陆模板的一部分位于泥线处；

孔分离器引导件，其具有钻头引导件，所述钻头引导件确定大小成与所述通孔中的一个配准，所述孔分离器引导件能够移动成与所述至少两个通孔中的每个一次一个地对准；

立管导管短管，所述立管导管短管沿与所述裙部导管相对的方向从所述着陆模板延伸；以及

封隔器组件，所述封隔器组件能够操作成密封在所述立管导管短管的外径与钻井立管的内径之间。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括快速连接器，其能够操作成构成所述立管导管短管与低压钻井立管之间的连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括位于所述通孔中的至少一个中的悬置盖，所述通孔中的所述至少一个不与所述孔分离器引导件对准。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少两个通孔具有内部悬挂器轮廓，其确定形状成支承和锁定套管悬挂器。

5.一种用于完成多个井的系统，所述系统包括：

着陆模板，所述着陆模板具有至少两个通孔，每个通孔从所述着陆模板的第一面延伸至所述着陆模板的相对的第二面；

裙部导管，其装固于所述着陆模板，所述裙部导管驱动到海床中，以使所述着陆模板的一部分位于泥线处；

孔分离器引导件，其具有钻头引导件，所述钻头引导件确定大小成与所述通孔中的一个配准，所述孔分离器引导件能够移动成与所述至少两个通孔中的每个一次一个地对准；

立管导管短管，其沿与所述裙部导管相对的方向从所述着陆模板延伸；以及

钻井立管，其密封地连接于所述立管导管短管，所述钻井立管确定大小成容纳钻柱，所述钻柱在所述钻头引导件与所述通孔中的一个配准时穿过所述钻头引导件。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括密封在所述钻井立管与所述立管导管短管之间的封隔器组件。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括将所述钻井立管连接于所述立管导管短管的快速连接器，并且其中所述钻井立管为低压立管。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括着陆在所述至少两个通孔中的一个内的套管悬挂器，所述套管悬挂器由位于所述至少两个通孔中的所述一个的内径上的悬挂器轮廓支承。

9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括位于所述至少两个通孔中的一个内的悬置盖，所述至少两个通孔中的所述一个不与所述孔分离器引导件对准。

10.一种用于钻取多个井的方法，所述方法包括：

提供着陆模板，所述着陆模板具有至少两个通孔，每个通孔从所述着陆模板的第一面延伸至所述着陆模板的相对的第二面，所述着陆模板还具有装固于所述着陆模板的裙部导管；

将所述裙部导管驱动到海床中，以使所述着陆模板的一部分位于泥线处；

对准孔分离器引导件，以使所述孔分离器引导件的钻头引导件与所述通孔中的一个配准；

通过所述钻头引导件钻取第一井；

在钻取所述第一井之前，将钻井立管连接于立管导管短管，所述立管导管短管沿与所述裙部导管相对的方向从所述着陆模板延伸；以及

移动所述孔分离器引导件，以使所述钻头引导件与所述通孔中的另一个配准，并且通过所述钻头引导件钻取第二井。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在钻取所述第一井之前，向封隔组件供能，以形成在钻井立管与立管导管短管之间的密封，所述立管导管短管沿与所述裙部导管相对的方向从所述着陆模板延伸。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述钻井立管为低压钻井立管，并且其中将所述钻井立管连接于所述立管导管短管的步骤包括利用快速连接器将所述钻井立管连接于所述立管导管短管。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在将所述钻井立管连接于所述立管导管短管之后，液压地测试所述钻井立管与所述立管导管短管之间的密封。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过所述钻头引导件钻取所述第一井的步骤包括使套管悬挂器着陆在位于所述通孔中的所述一个的内径上的悬挂器轮廓上，并且通过所述套管悬挂器钻取。

15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在通过所述钻头引导件钻取所述第二井之前，将悬置盖插入到所述通孔中的所述一个中。

16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在钻取所述第一井之后，使泥线树状物位于所述泥线处，所述泥线树状物与所述第一井流体连通。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，通过所述钻头引导件钻取所述第一井的步骤以及使所述泥线树状物位于所述泥线处的步骤从自升式钻塔执行。

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