JP2022538699A - Guidance method for multilateral directional drilling - Google Patents
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Abstract
軌跡ドリフトを低減させつつ坑井の掘削を誘導するための誘導方法である。各々の掘削された坑井は、追加の坑井の掘削を誘導するために、一緒にかまたは選択された順番で使用される信号伝達装置を組み込んでいる。信号伝達装置の漸進的な追加によって、特にはマルチラテラル坑井である坑井の間隔空け、位置決め、および連結が集中的で正確である。A guidance method for guiding drilling of a well while reducing trajectory drift. Each drilled well incorporates signaling devices that are used together or in a selected order to guide the drilling of additional wells. With the gradual addition of signaling devices, spacing, positioning and coupling of wells, especially multilateral wells, are centralized and precise.
Description
本発明は、高温、不規則な地層地質など、様々な環境において複数の坑井を誘導し、位置決めし、かつ間隔を空けるための方法に関し、より詳細には、本発明は、マルチラテラル掘削作業における軌跡ドリフトを効果的に制御するための効率的な方法に関する。 The present invention relates to a method for guiding, positioning and spacing multiple wellboreholes in various environments such as high temperature, irregular formation geology, and more particularly the present invention relates to multilateral drilling operations. It relates to an efficient method for effectively controlling trajectory drift in .
掘削において正確性が求められることは明確である。作業は費用が非常に掛かり、坑井の複雑性または不適切な位置合わせ、間隔空け、および連結は、資本支出コストを法外なレベルまで悪化させてしまう。そのため、数十年にわたって、先行技術は高度な解決策を広めるために進化してきた。解決策のうちの多くは、坑井の組み合わせのためのSAGD作業に適用されるとして石油産業において具体化してきたが、この技術は、坑井の組み合わせを越えては、地熱産業において特に有益であるマルチラテラル掘削の正確性の有用性には対処してこなかった。比較的現代の開発のうちの例が以下の段落において提示されている。 It is clear that precision is required in drilling. The operation is very expensive, and the complexity or improper alignment, spacing, and coupling of wells can exacerbate capital expenditure costs to prohibitive levels. Therefore, over the decades, the prior art has evolved to promulgate advanced solutions. Although many of the solutions have been embodied in the petroleum industry as applied to SAGD operations for well combinations, the technology, beyond well combinations, is particularly beneficial in the geothermal industry. The usefulness of certain multilateral drilling accuracy has not been addressed. Examples of relatively modern developments are presented in the following paragraphs.
Clarkらは、2009年10月15日に公開された特許文献1において、マルチラテラル分岐部が設置される主の坑井孔を掘削およびケーシングすることでマルチラテラル坑井を掘削するための方法を教示している。マルチラテラル分岐部からの第1の横坑井が掘削およびケーシングされる。続いて、第2の横坑井が、第1の横坑井に対して制御された関係を有するように、掘削の間に磁気測距を用いてマルチラテラル分岐部から掘削される。この方法論は石油産業に集中されており、そのため多数の横坑井に関してはさらなる詳細を述べていない。軌跡の逸脱は明確に対処されてはいない。 Clark et al., in U.S. Pat. No. 6,201,501, published Oct. 15, 2009, describe a method for drilling multilateral wellbore by drilling and casing a main wellbore in which a multilateral bifurcation is installed. teaching. The first lateral wellbore from the multilateral bifurcation is drilled and cased. Subsequently, a second lateral wellbore is drilled from the multilateral bifurcation using magnetic ranging during drilling so as to have a controlled relationship to the first lateral wellbore. This methodology is focused on the petroleum industry and therefore does not provide further details regarding the large number of lateral wells. Trajectory deviations are not explicitly addressed.
2018年11月1日に公開された特許文献2では、Dondericiらは、地層モデルを較正するために、第1の坑井からの電磁的および測量的な測定を利用する効果的なシステムを教示している。そのため、これは第2の坑井からの測定の解釈を向上させるために使用される。方法は、相対的な手法を用いるように指示されている。そのため、各々の坑井孔の正しい位置が正確に特定されない可能性があるが、坑井孔の相対的な位置は正確に特定できる。これは、坑井の組み合わせのより良好な位置決めを結果的にもたらしている。 In US Patent Application Publication No. 2018/0111003, published Nov. 1, 2018, Donderici et al. is doing. As such, it is used to improve the interpretation of measurements from the second well. The methods are instructed to use a relative approach. As such, the correct location of each wellbore may not be accurately identified, but the relative location of the wellbore can be accurately identified. This has resulted in better positioning of the well combinations.
2016年9月22日に公開された特許文献3では、Dondericiらは、磁気測距およびジオステアリングのための方法およびシステムを開示している。この開示では、段落[0019]において以下のことが示されている。
「本明細書に記載されているように、本開示は、ある坑井孔を別の坑井孔に向けて誘導するために磁気双極子ビーコンを利用する例示の測距の方法およびシステムを記載している。一般化された実施形態では、ビーコンは低周波の磁場を第1の坑井孔から地層へと誘導し、低周波の磁場は、第2の坑井孔における1つまたは複数の双極子(受信機として作用する)によって感知される。ビーコンおよび/または受信する双極子は磁気双極子であり、特定の実施形態では、一方または両方が三軸磁気双極子であり得る。それでもなお、いずれの実施形態でも、ビーコンから放出される磁場は第1の坑井孔への接近の自然な経路を形成する。結果として、第2の坑井孔は、磁場方向と並ぶように操縦でき、これは第1の坑井孔に向かう理想的な接近を自動的に構築することになる。」
In US Pat. No. 6,200,003, published Sep. 22, 2016, Donderici et al. disclose a method and system for magnetic ranging and geosteering. In this disclosure, paragraph [0019] indicates the following.
“As described herein, the present disclosure describes exemplary ranging methods and systems that utilize magnetic dipole beacons to guide one wellbore toward another wellbore. In a generalized embodiment, the beacon directs a low frequency magnetic field into the formation from a first wellbore, and the low frequency magnetic field is directed to one or more magnetic fields in a second wellbore. Sensed by dipoles (acting as receivers) The beacon and/or receiving dipoles are magnetic dipoles, and in certain embodiments one or both may be triaxial magnetic dipoles. In either embodiment, the magnetic field emitted by the beacon forms a natural path of access to the first wellbore, and as a result, the second wellbore can be steered to align with the direction of the magnetic field. , which will automatically establish the ideal approach towards the first wellbore.”
システムは、掘削の間に一貫性を維持するために、2つの坑井システムにとって明確に有用である。 The system is clearly useful for two well systems to maintain consistency during drilling.
さらなる開発において、Yaoらは、2017年5月4日に公開された特許文献4において、空間変換を用いる複数のダウンホールセンサによるデジタル位置合わせのためのシステムおよび方法を提供している。構成は、ダウンホール掘削において正確性を確保するために、最終的に数学的変換で使用されるデータを伝達する多数のセンサノードを組み込んでいる。 In a further development, Yao et al., in US Pat. The configuration incorporates numerous sensor nodes that convey data that is ultimately used in mathematical transformations to ensure accuracy in downhole drilling.
2013年11月7日に公開された特許文献5では、水平な坑井の最適な間隔空けのためのシステムおよび方法が開示されている。方法およびシステムは、1つの坑井孔を別の坑井孔に向けて誘導するために、磁気双極子ビーコンを用いている。一実施形態は、第1の坑井孔から地層へと低周波の磁場を誘導するためのビーコンを含む。次に、これらの磁場は第2の坑井孔における1つまたは複数のダイポールによって感知される。ビーコンおよび/または受信する双極子は磁気双極子であり、この開示は、一部の実施形態において、一方または両方が三軸磁気双極子であり得ることを述べている。ビーコンから放出される磁場は第1の坑井孔への接近の自然な経路を形成する。結果的に、第2の坑井孔は、磁場方向と並ぶように操縦でき、これは第1の坑井孔に向かう好ましい接近を構築する。 US Patent Application Publication No. 2004/0020003, published Nov. 7, 2013, discloses a system and method for optimal spacing of horizontal wellbores. Methods and systems employ magnetic dipole beacons to direct one wellbore toward another wellbore. One embodiment includes a beacon for directing a low frequency magnetic field from the first wellbore into the formation. These magnetic fields are then sensed by one or more dipoles in the second wellbore. The beacons and/or receiving dipoles are magnetic dipoles, and this disclosure states that in some embodiments one or both may be triaxial magnetic dipoles. The magnetic field emitted by the beacon forms a natural path of access to the first wellbore. Consequently, the second wellbore can be steered to align with the magnetic field direction, which establishes a favorable approach towards the first wellbore.
Rodneyは、2017年2月28日に公表された特許文献6において、磁気発生源を伴うドリルストリングを有する掘削システムがケーシングストリングで磁気モーメントを誘導する間の測距を教示している。磁気発生源は、ドリルストリングの長手方向軸に対して直角でない傾斜を伴う少なくとも1つの双極子を含む。誘導された磁気モーメントから磁場を検出する三軸磁気探知器が提供され、磁気発生源の回転配向を指示する信号を提供するセンサを有する。処理装置が、センサおよび三軸磁気探知器による測定からケーシングストリングの相対距離および方向を決定する。 Rodney, in U.S. Patent No. 6,200,400, published Feb. 28, 2017, teaches ranging while a drilling system having a drill string with a magnetic source induces a magnetic moment in the casing string. The magnetic source includes at least one dipole with a non-perpendicular tilt to the longitudinal axis of the drill string. A triaxial magnetometer is provided for detecting a magnetic field from an induced magnetic moment and has a sensor that provides a signal indicative of the rotational orientation of the magnetic source. A processing unit determines the relative distance and orientation of the casing string from measurements by the sensors and the triaxial magnetometer.
先行技術を考慮すると、有害な軌跡ドリフトのない1つまたは複数の方向からの掘削で、所定の間隔空けを伴う所定の様態で坑井が位置決めされる、誘導されるマルチラテラル坑井の方向性のある掘削を容易にすることが望ましい。 In view of the prior art, directed multilateral wellbore directionality in which wellborees are positioned in a predetermined manner with predetermined spacing, drilling from one or more directions without deleterious trajectory drift It is desirable to facilitate drilling with
本発明は、複数の実施形態において、とりわけこれらの特性を、石油産業およびガス産業と共に地熱産業において適用可能性を有する方法および構成で達成する。 The present invention, in embodiments, achieves these properties, among others, in methods and configurations that have applicability in the geothermal industry as well as the oil and gas industry.
本発明の一実施形態の1つの目的は、地中の地層において坑井をより効率的に位置決め、連結、および間隔空けするための方法論を提供することである。 It is an object of one embodiment of the present invention to provide a methodology for more efficiently locating, connecting and spacing wellbores in subterranean formations.
本発明の一実施形態のさらなる目的は、地質学的な地層の中に所定の構成で掘削するための方法であって、
地層において、入口坑井および出口坑井を有する坑井を掘削するステップと、
入口坑井と出口坑井との間に、相互連結坑井部分を有する連続坑井を形成するために、入口坑井と出口坑井との間の通信のための信号伝達で掘削するステップであって、相互連結坑井部分は、地層の中において入口坑井および出口坑井に対して所定の幾何学的構成を有する、ステップと、
地層の中において所定の幾何学的構成で連続坑井に動作可能に連結される第2の相互連結坑井部分を掘削するために、入口坑井、出口坑井、および相互連結坑井部分のうちの少なくとも1つのから、通信のために信号伝達するステップと
を含む方法を提供することである。
A further object of an embodiment of the present invention is a method for drilling into a geological formation in a predetermined configuration, comprising:
drilling a well having an entrance well and an exit well in the formation;
drilling with signaling for communication between the inlet wellbore and the outlet wellbore to form a continuous wellbore having an interconnecting wellbore portion between the inlet wellbore and the outlet wellbore; a step, wherein the interconnecting wellbore segments have predetermined geometries with respect to the entrance wellbore and the exit wellbore within the formation;
an inlet wellbore, an exit wellbore, and an interconnecting wellbore segment for drilling a second interconnecting wellbore segment operably connected to the continuous wellbore in a predetermined geometric configuration within the formation; and signaling for communication from at least one of.
方法の熱回収効果をさらに高めるために、相互連結坑井部分は状態調節され得る。 Interconnecting well sections may be conditioned to further enhance the heat recovery effectiveness of the process.
状態調節は、ケーシング、ライナー、または他の熱伝達を低下させる要素が回避されるように、相互連結する坑井孔部分を少なくとも封止するために、シーラント複合物を導入する掘削の連続的、不連続的、最中、後、および順番の組み合わせのうちの少なくとも1つによってもたらされ得る。 Conditioning is continuous drilling that introduces a sealant compound to at least seal interconnecting wellbore portions such that casings, liners, or other heat transfer degrading elements are avoided. Can be effected by at least one of a combination of discontinuous, during, after, and in sequence.
より詳細には、状態調節は、地層に由来しない少なくとも1つの組成物と、単位作業と、それらの組み合わせとを導入することを含み得る。 More specifically, conditioning may include introducing at least one composition not derived from the formation, unit operations, and combinations thereof.
方法の効果を増大させるために、入口坑井の掘削作業および出口坑井の掘削作業の少なくとも一方からの信号伝達データに応じて、状態調節する作業を動的に変更してもよい。 To increase the effectiveness of the method, the conditioning operation may be dynamically altered in response to signaling data from at least one of the entry wellbore drilling operation and the exit wellbore drilling operation.
特定の状況に応じて、単位作業には、掘削流体の温度を制御すること、掘削される地層における岩面を予冷却すること、掘削装置を冷却すること、地層において掘削から形成される坑井孔の孔空間を変更することがあり得る。 Depending on the particular circumstances, unit operations may include controlling the temperature of the drilling fluid, precooling the rock face in the formation to be drilled, cooling the drilling rig, It is possible to change the pore spacing of the pores.
孔空間の変更には、相互連結部分への地層流体進入または地層への作動流体の排出に対して孔空間を不浸透とさせるために、孔空間を後続の処理のために活性化させること、連続作業における掘削の間に孔空間を封止すること、不連続作業における掘削の間に孔空間を封止すること、およびそれらの組み合わせがあり得る。 Modification of the pore space includes activating the pore space for subsequent processing to render the pore space impervious to formation fluid ingress into the interconnect or discharge of working fluid into the formation; There can be sealing of the hole space during drilling in a continuous operation, sealing of the hole space during drilling in a discontinuous operation, and combinations thereof.
作業の状態調節の変更は、入口坑井と出口坑井との間の信号伝達からの信号伝達データに基づかれてもよい。 Operational conditioning changes may be based on signaling data from signaling between the entry wellbore and the exit wellbore.
本発明の一実施形態のさらなる目的は、地質学的な地層の中に所定の構成で掘削するための方法であって、
地層において、入口坑井および出口坑井を有する坑井を掘削するステップと、
入口坑井および出口坑井の少なくとも一方との通信のために信号伝達するために、入口坑井および出口坑井の少なくとも一方から近位または遠位に部分的な坑井を掘削するステップと、
入口坑井および出口坑井を、入口坑井、出口坑井、および部分的な坑井のうちの少なくとも1つとの通信のための信号伝達と連続的に連結する相互連結坑井部分を掘削するステップと
を含む方法を提供することである。
A further object of an embodiment of the present invention is a method for drilling into a geological formation in a predetermined configuration, comprising:
drilling a well having an entrance well and an exit well in the formation;
drilling a partial wellbore proximally or distally from at least one of the entrance wellbore and the exit wellbore to signal for communication with at least one of the entrance wellbore and the exit wellbore;
drilling an interconnecting well section that serially connects the inlet well and the outlet well with signaling for communication with at least one of the inlet well, the outlet well, and the partial well; The object is to provide a method comprising steps and .
好都合なため、入口坑井および出口坑井は、設置面積の縮小のために同一の場所に設置されてもよい。地質学的な地層が不規則で一貫性のない温度勾配を有する場合、入口坑井と出口坑井とを離間した場所に位置決めすることが必要な可能性がある。 For convenience, the inlet and outlet wells may be co-located for footprint reduction. If the geological formation has irregular and inconsistent temperature gradients, it may be necessary to position the inlet and outlet wells at spaced apart locations.
部分的な坑井は、入口坑井、出口坑井、および相互連結坑井部分のうちの少なくとも1つとの通信のために信号伝達するために、入口坑井および出口坑井の少なくとも一方から近位または遠位にあり得る。これは、一貫性のない温度勾配、不連続な温度勾配、または、完全に異なる温度勾配の可能性にも拘らず、さらにより優れた度合いの坑井の形成および位置決めを許容する。 The partial wellbore is proximate from at least one of the entrance wellbore and the exit wellbore for signaling communication with at least one of the entrance wellbore, the exit wellbore, and the interconnecting wellbore. can be proximal or distal. This allows an even greater degree of wellbore formation and positioning despite the possibility of inconsistent, discontinuous, or completely different temperature gradients.
さらなる信号伝達が、地層の中において所定の構成でさらなる相互連結坑井部分および連続坑井の掘削を動作可能な連結において誘導するために、形成された連続坑井および第2の相互連結坑井部分から実施され得る。この手法では、坑井のネットワークが、幅広い領域の熱を発生させる地層を捕捉するために、正確性を伴って形成できる。 A series of wells and a second series of interconnected wells formed for further signal transmission to guide drilling of further interconnected well segments and series of wells in operative connection in a predetermined configuration within the formation. It can be implemented from parts. In this manner, a network of wells can be formed with precision to capture a wide area of heat-producing formations.
このように本発明を概して記載してきたが、ここで添付の図面が参照される。 Having thus generally described the invention, reference is now made to the accompanying drawings.
産業上の利用可能性
本発明は掘削技術において利用可能性を有する。
Industrial Applicability The present invention has applicability in drilling technology.
図において使用されている同様の符号は同様の要素を示している。 Like numbers used in the figures indicate like elements.
ここで図1を参照すると、方法における全体のステップについての大まかな流れ図が示されている。 Referring now to Figure 1, a general flow diagram of the overall steps in the method is shown.
図2は、符号10によって概して示されている本発明の一実施形態の概略図である。例では、U字形の坑井が、離間された略鉛直の坑井12(入口)および14(出口)の対と、坑井12と14とを相互連結する水平な坑井として示されている相互連結坑井部分16とを備える。この坑井は、使用されていない坑井、つまり、SAGDの配置からあらかじめ存在していてもよく、または、新たに掘削されてもよい。本明細書においてさらに検討されている技術は、使用されていない石油坑井を別の目的で使用することに特に有用であり、来たるべき開示において、開示された技術の多くの態様が、地熱産業において位置決めされるのと同じくらい容易に、既存の石油およびガスの環境へと容易に付加または代用させることができることが明らかになるであろう。
FIG. 2 is a schematic diagram of one embodiment of the present invention, indicated generally by
示されている例では、複数の従属的な横に水平な坑井18、20、22、および24は分岐部26および28から延びており、水平坑井として例では示されている。この手法では、すべての坑井は、それぞれの鉛直な坑井12または14に共通して連結されている。U字形の坑井があらかじめ存在している状況では、信号装置が鉛直坑井12、14および相互連結坑井16に沿って位置決めされ得る。これら信号装置は、符号30によって概略的に図示および描写されている。適切な信号装置は、技術的に知られている装置の解決策から選択でき、受信機、送信機、送受信機をとりわけ備え得る。適切な装置の例の目的のために、Baker Hughes、Scientific Drilling、Halliburtonなどへの参照が参考のために行われ得る。
In the example shown, a plurality of dependent laterally
装置は、掘削速さ、坑井同士の間の間隔空け、坑井から分岐部への連結の完全性、ビットの摩耗、温度、および、掘削された坑井の中の流体の流速のうちの少なくとも1つを監視することができるように変更または選択され得る。 The system measures one of the following: drilling rate, spacing between wells, integrity of well-to-furnace connections, bit wear, temperature, and fluid flow rate in the drilled wells. It can be modified or selected so that at least one can be monitored.
この分野は技術的に成熟しており、そのため詳細な説明は必要ではない。 The field is technically mature, so a detailed description is not necessary.
U字形の坑井があらかじめ存在しない状況では、坑井は、最初の土台坑井として任意の構成で掘削でき、信号伝達装置は、その場に永久的に残すか、または、時間に応じて回収のために位置決めされるかのいずれかで、工程において適切なときに坑井の中に配置される。 In situations where there is no pre-existing U-shaped well, the well can be drilled in any configuration as the first foundation well, and the signaling device left permanently in place or retrieved over time. placed into the wellbore at appropriate times in the process.
位置決めされると、一実施形態では、これは、第2の横坑井20の方向性の掘削との信号通信のための「マスター」を提供する。掘削配置(図示されていない)は、信号装置30からのスレーブとして誘導信号を受信するための容量を備え、さらなる信号装置32を水平の坑井20の経路に沿って残すことができる。掘削配置および信号装置30、32との追加の通信も可能である。
Once positioned, in one embodiment, it provides a “master” for signal communication with the directional drilling of the second
信号装置32を伴う第2の坑井20を確立すると、これは第3の横坑井22のために信号伝達する誘導のためのマスターとして作用できる。先に言及された掘削配置は、この掘削手順と同様の様態で機能する。さらなる信号装置34が坑井22の経路に沿って位置決めされる。この配置によって、第2の坑井は、任意の連続または不連続な順番で、一緒にかまたは独立してのいずれかで、信号装置30および32の誘導から便益を得る。理解されるように、これは、複数のセンサの位置および場所のため、掘削の間に軌跡ドリフトを相当に低減させる効果を有する。
Having established the
第3の横坑井22に関して、掘削配置は、信号装置30、32、および34からのスレーブとして誘導信号を受信するための容量を備え、さらなる信号装置36を水平の坑井22の経路に沿って残すことができる。そのため、先の例と同様に、この坑井は装置30、32、および34の誘導から便益を得る。
With respect to the third
最後に、上記の例の考え方で、信号装置38が第4の横坑井24に位置決めされ、装置30、32、34、および36と通信することができる。
Finally, in the context of the example above, a
信号装置が、最後のマルチラテラル坑井に向けて累積的となるため、各々の追加のマルチラテラル部分についてドリフトを漸進的に低減させることは、理解されるものである。これは、当初の坑井はマルチラテラルの状況においてあまり重要性を持たないため、あらかじめ存在する/使用されていない/放棄された坑井の使用を可能にする。より多くの横坑井がマルチラテラルの配置を形成するために増やされるため、当初の「マスター」の状況は重要性が低下する。 It is understood that the signaling device progressively reduces the drift for each additional multilateral portion as it becomes cumulative towards the last multilateral wellbore. This allows the use of pre-existing/unused/abandoned wells as the original wells are of lesser importance in a multilateral context. The original "master" situation becomes less important as more lateral wells are added to form a multilateral configuration.
先行技術において詳しく説明したように、この技術の分野における既存の技術の多くは、SAGD環境において固有の2つの坑井または注入および生産の坑井システムに集中している。しかしながら、この技術と関連付けられる正確性は、地熱の技術の分野において優れた適用を可能にし、その能力における言及がここで説明される。 As detailed in the prior art, much of the existing technology in this area of technology focuses on two wells or injection and production well systems that are unique in a SAGD environment. However, the accuracy associated with this technology allows for excellent applications in the field of geothermal technology, and mention of that capability is made here.
相互連結部分16は水平として示されているが、幾何学的配置は、地層の中の熱回収を最大化するのに適する任意の角度であり得る。そのために、図2は他の可能性を示している。
Although interconnecting
図3は、図2の坑井の配置の上からの平面図である。 3 is a plan view from above of the well arrangement of FIG. 2; FIG.
ここで図4を参照すると、一般的に「重合」の配置と称され、地熱勾配Gの中に位置決めされている坑井の配置の変形が示されている。この実施形態では、重合における各々のマルチラテラル配置40は、それ自体の入口坑井12、12'、12"、12'''と出口坑井14、14'、14"、14'''とを有し得る。実現可能な場合、重合40の各々は単一の入口坑井12および単一の出口坑井14に共通して連結され得る。重合の配置の魅力は、より小さい設置面積でより大きな熱回収をする可能性である。
Referring now to FIG. 4, a variation of the arrangement of wells positioned within the geothermal gradient G, commonly referred to as the "overlap" arrangement, is shown. In this embodiment, each
図5は、「フォーク」の配置として言及されるさらなる変形を示している。この配置では、マルチラテラル坑井配置40は、離間した同一平面の関係、または、離間した平行な平面の配置で配置され得る。このような配置は、システムの全体の設置面積が問題ではない場合に適切である。マルチラテラル坑井40の重合は、図示されているように、勾配が不規則および/または分散させられている勾配Gの中から熱エネルギーを捕らえるときに効果的となるように、任意の角度で傾斜されてもよい。
Figure 5 shows a further variant referred to as a "fork" arrangement. In this arrangement, the
ここで図6を見ると、先に言及された相互連結坑井16に対して径方向で離間した配列で分散させられたマルチラテラル坑井20、22、24、26、および28の配置が示されている。例の配置は同軸であるが、他の変形が当業者によって理解されるものである。
Turning now to FIG. 6, there is shown an arrangement of
部品が明確性のために除去されているが、坑井20、22、24、26、および28がすべて、図示されていない鉛直の坑井12および14ならびに分岐部26および28と共通の連結を有することは理解される。この径方向の分散は、より大量の熱が所与の熱生成体積の中から引き出され得るため、地熱環境において特有の価値のものである。本開示において述べられた方向性の掘削前進を考慮すると、このような配置は可能であり、周囲環境に応じてカスタム可能である。
図7はさらなる変形を示している。この実施形態では、図6に示された配置の対が同様の坑井18'、20'、22'、24'、および26'と互いに組み合わされている。本明細書において確立されている掘削方法による正確性は、互いと組み合わさることを容易にする。この配置は、設置面積に影響なく、例えば地熱帯域の中で、熱回収を高める。これは、資本支出の便益を明らかに有しており、所与の領域の中でさらにより大きなエネルギー供給能力を可能にもする。 FIG. 7 shows a further variant. In this embodiment, pairs of arrangements shown in Figure 6 are interlaced with similar wells 18', 20', 22', 24', and 26'. The accuracy of the drilling methods established here are easy to combine with each other. This arrangement enhances heat recovery, for example in a geothermal zone, without impacting the footprint. This clearly has capital expenditure benefits and also allows for even greater energy supply capacity within a given area.
図8は、図7からの配置の対が離間されているが熱接触している別の変形を示している。 FIG. 8 shows another variation of the arrangement from FIG. 7 in which pairs are spaced apart but in thermal contact.
坑井の踵部から爪先部までの温度偏差の軽減のために、図7および図8に描写されている配置は有用である。例として、図7に関連する坑井18、20、22、24、および26の中の流体の流れの方向は、坑井18'、20'、22'、24'、および26'の中の流れと反対であり得る。この手法では、1つの坑井における踵部が別の坑井の爪先部と熱接触することになり、つまり、対向流となる。
The arrangements depicted in FIGS. 7 and 8 are useful for reducing temperature deviations from heel to toe of the wellbore. As an example, the direction of fluid flow in
ここで図9を参照すると、本発明の別の実施形態が示されている。この実施形態では、別々のマルチラテラル坑井40が地層Gの中で地理的に離れて拡げられ得る。この実施形態は、出口坑井14との連結のために終端46において一体に元に戻るように、符号42および44などのマルチラテラル坑井を連結している。マルチラテラル坑井42'および44'の第2のセットが、マルチラテラル坑井42および44と同一平面上または並列な平面にあり、同様に終端46'において一体に元に戻ることができる。この配置における利点は、入口/出口の設置面積48が比較的小さいながら、熱エネルギー回収能力が非常に大きいことである。これは、設置面積48における1つの用地に、大きな区画の土地を要件とすることなく生産性を増加させることができる。
Referring now to Figure 9, another embodiment of the present invention is shown. In this embodiment, separate
すべての例において、入口12および出口14は、公知の補助的な構成要素、つまり、発電装置、エネルギー貯蔵装置、電力網への連結配置、熱電併給システムをとりわけ備える。これは、明確性のために図1~図9では省略されている。さらに、地熱システムが閉ループとなることは理解されるものであり、これは、入口、分岐部、マルチラテラル坑井介在発電装置など、および出口坑井が、地上位置に配置される最小の連結導管で連続回路を形成することになることを意味する。これについての大まかな言及は、図10に関連して行うことができる。
In all instances,
補助または介在の装置は、地面52の上方に位置決めされる符号50で参照される。地面52の下の閉ループは、例では誇張されている。符号54は、装置30、32、34、26、および28のうちのいずれか1つまたはすべてとの通信が可能な地上送受信装置を表している。
Auxiliary or intervening equipment is referenced 50 positioned above the
代替として、記載されているマスターおよびスレーブの通信配置とは対照的に、信号伝達通信が、選択的、連続的、または所定の順番で、すべての装置と同時にもたらされてもよい。これは、個々の状況の詳細に依存することになる。 Alternatively, in contrast to the master and slave communication arrangement described, signaling communication may be provided to all devices simultaneously, selectively, sequentially, or in a predetermined order. This will depend on the details of each individual situation.
図11は、部分的に掘削された坑井または掘削孔56が、他のマルチラテラル配置に近接して位置決めされ、信号伝達/送受信装置56を備え得る実施形態における変形を示している。信号伝達/送受信装置56は、本明細書において先に述べられているような坑井配置の形成を誘導するために、他のこのような装置30、38、54と通信することができる。掘削孔56は、点線60によって示されているような他の坑井と一体化されるようにさらに掘削され得る。任意の数の掘削孔56が、地層の中のさらにネットワーク化された坑井の配置を形成するために含まれてもよい。
FIG. 11 shows a variation on the embodiment in which a partially drilled well or
10 本発明の実施形態
12、12'、12"、12''' 入口坑井、鉛直坑井
14、14'、14"、14''' 出口坑井、鉛直坑井
16 相互連結坑井部分
18、20、22、24 横坑井
26、28 分岐部
18、18'、20、20'、22、22'、24、24'、26、26'、28 マルチラテラル坑井
30、32、34、36、38 信号装置
40 マルチラテラル配置、重合
42、42'、44、44' マルチラテラル坑井
46、46' 終端
48 設置面積
50 補助装置、介在装置
52 地面
54 地上送受信装置
56 坑井、掘削孔、信号伝達/送受信装置
G 温度勾配、地層
10 Embodiments of the Invention
12, 12', 12", 12''' inlet wells, vertical wells
14, 14', 14", 14''' exit wells, vertical wells
16 Interconnecting Well Sections
18, 20, 22, 24 lateral wells
26, 28 branch
18, 18', 20, 20', 22, 22', 24, 24', 26, 26', 28 multilateral wells
30, 32, 34, 36, 38 signaling devices
40 Multilateral alignment, polymerization
42, 42', 44, 44' multilateral wells
46, 46' end
48 footprint
50 Auxiliary and intervening devices
52 Ground
54 Ground transceiver
56 Wells, boreholes, signaling/transceiving equipment
G Temperature Gradient, Strata
Claims (20)
前記地層において、入口坑井および出口坑井を有する坑井を掘削するステップと、
前記入口坑井と前記出口坑井との間に、相互連結坑井部分を有する連続坑井を形成するために、前記入口坑井と前記出口坑井との間の通信のための信号伝達で掘削するステップであって、前記相互連結坑井部分は、前記地層の中において前記入口坑井および前記出口坑井に対して所定の幾何学的構成を有する、ステップと、
前記地層の中において所定の幾何学的構成で前記連続坑井に動作可能に連結される第2の相互連結坑井部分を掘削するために、前記入口坑井、前記出口坑井、および前記相互連結坑井部分のうちの少なくとも1つから、通信のために信号伝達するステップと
を含む方法。 A method for drilling in a geological formation in a predetermined configuration, comprising:
drilling a well having an entrance well and an exit well in the formation;
in signal transmission for communication between the inlet wellbore and the outlet wellbore to form a continuous wellbore having an interconnecting wellbore portion between the inlet wellbore and the outlet wellbore; drilling, wherein the interconnecting wellbore segments have predetermined geometries in the formation relative to the entrance wellbore and the exit wellbore;
for drilling a second interconnected well portion operably connected to the continuous wellbore in a predetermined geometric configuration within the formation; signaling for communication from at least one of the interlocking wellbore segments.
前記地層において、入口坑井および出口坑井を有する坑井を掘削するステップと、
前記入口坑井および前記出口坑井の少なくとも一方との通信のために信号伝達するために、前記入口坑井および前記出口坑井の少なくとも一方から近位または遠位に部分的な坑井を掘削するステップと、
前記入口坑井および前記出口坑井を、前記入口坑井、前記出口坑井、および前記部分的な坑井のうちの少なくとも1つとの通信のための信号伝達と連続的に連結する相互連結坑井部分を掘削するステップと
を含む方法。 A method for drilling in a geological formation in a predetermined configuration, comprising:
drilling a well having an entrance well and an exit well in the formation;
drilling a partial wellbore proximally or distally from at least one of the entrance wellbore and the exit wellbore for signaling communication with the entrance wellbore and/or the exit wellbore; and
an interconnecting well serially connecting said inlet wellbore and said outlet wellbore with signaling for communication with at least one of said inlet wellbore, said outlet wellbore, and said partial wellbore; A method comprising: drilling a well section;
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