[發明專利]線纜旁通裝置和用于可控地引入管柱和鄰近管柱的線纜的方法

有效

• 申請號: 201080043934.3
• 申請日: 2010-07-26
• 公開（公告）號: CN102549232A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: J·D·施倫貝格爾;G·J·米肖;L·G·西爾;S·老埃爾賽義德
• 申請（專利權）人: 普拉德研究及開發股份有限公司
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡洪貴

技術領域

本發明的實施例涉及用于井操作的控制裝置，特別是涉及一種起下鉆柱或旋轉流動頭，其具有用于需要可控地引入管柱和鄰近的撓性管至井下的操作的電纜或線纜側面進入能力。

背景技術

在石油和天然氣工業中，傳統上直接或間接將流動頭(flow?head)例如旋轉流動頭安裝至井口裝置或防噴器(BOP)組的頂部。所述旋轉流動頭更普遍地稱為旋轉控制裝置，它具有多種用途，包括封閉管柱的管件、移入和移出井眼以及適應流動頭的旋轉。管件可包括方鉆桿、管或其它鉆柱構件。旋轉流動頭是一種用于井操作的裝置，它轉移井眼里的流體例如鉆井泥漿、地面注入的空氣或氣體以及產生的含烴井眼流體至回流系統或壓力回收泥漿系統。

沒有壓力或流動的井不需要在進行操作時密封管柱周圍，因為此時沒有井眼流體在壓力下從井眼泄露出的風險。在這種情況下，撓性管、例如線纜或電纜被簡單地下放到井下，以在井下測井儀和地面單元之間提供電連接。壓力井需要密封管柱和線纜兩者周圍。然而，傳統的密封元件不能同時密封管件和線纜周圍。因此，在能夠開始進一步操作如電纜操作之前，需要阻止井眼流體的流動和井眼壓力的泄放。

通常，欠平衡井操作需要附加的撓性管或管件例如電纜或線纜，用于從管柱旁下放至井下且連接到井下測量工具。這需要密封管柱和線纜的周圍。

由于標準的旋轉流動頭沒有被設計用于密封管柱和從管柱旁下放的線纜的周圍，因此，壓力井、例如欠平衡井經常在操作開始前被壓井。壓井會破壞井和/或減弱測井儀搜集油井數據的能力。

為了避免不得不壓井和破壞井的風險，要求可控地引入撓性管柱的操作(即，由于壓力井的大的角度，需要經由鉆柱推入測井儀至井中)需要密封管件周圍和密封從管柱旁下放和鄰近管柱下放的線纜周圍。這樣的操作使井下工具能夠通過管柱被傳送，同時還能夠通過使用標準的電纜線保持與地面單元的電連接。

這樣操作的一個示例是，在鉆柱的井下端部處使用電潛泵(ESP)。所述電潛泵通過轉盤攜帶電力線纜鄰近管柱或在管柱旁下放到井眼中，所述電力線纜在泵和地面鉆機之間延伸。

另一個示例可以是這樣的操作，該操作包括使用鉆桿管件在井中傳送井下工具，直到剛好達到井底上方。線纜側進入接頭此時被集成在鉆柱中，所述線纜側進入接頭適于使線纜穿過鉆柱的內部環形空隙。線纜在地面上被引到側進入接頭，以進入鉆柱的內或孔中。然后，所述線纜在鉆柱內下放，且進一步通過濕連接與已經在井下的工具連接。線纜被捆綁或固定在側進入接頭處，且線纜和鉆柱兩者同時被向下傳送以進行測井操作。側進入接頭的定位使得它一直停留在套管內，而井下工具可在沒有套管的裸眼井內。

可靠耐用的測井況系統(TLC)的標準特征是，一定長度的線纜位于鉆桿的一部分的外部，所述線纜長度至少等于測井間距的長度，所述鉆桿的一部分位于鉆機鉆臺與井口裝置之間，且該一定長度的線纜向下延伸到線纜進入鉆桿的鉆柱部位、即側進入接頭。

在垂直井中，一旦欠平衡鉆井完成，所述井可以使用傳統的測井技術利用裝配的地面壓力控制系統通過井口裝置處的標準的鉆機防暴器組進行測量，以準確地確定儲層生產力。如果需要，氮氣供給可以通過為這個特別目的而被下放的附存管柱被提供。

然而，在水平井和大角度井中，傳統的測井況系統技術受到限制，如在過平衡鉆井外界中使用時，這是因為一定的線纜部分必須在鉆桿外，所述線纜部分的長度等于測井間距的長度。所述線纜部分位于鉆臺和井下線纜側進入接頭之間，所述線纜側進入接頭周圍不能被密封，因為標準的旋轉流動頭沒有被設計用于密封外部有電線的管件。任何使用傳統旋轉流動頭又想要密封線纜側進入接頭的嘗試，都會破壞線纜和危害整個操作。這意味著，先進的測井操作服務如高清晰度成像、生產測井測量、例如井下流量、相含率和儲層中油層的貢獻率、以及其它不能通過使用LWD或存儲器選項得到的結果，都不能使用標準的地面裝備完成，這對于勘探和生產操作人員來說是非常不利的。

在一些情況下，可使用帶有電纜的盤管，然而，盤管的缺點是，在推入一組重型裸眼井測井工具直至達到長水平裸眼井或高角度裸眼井的全部深度時，能力不足，同時也增加了取出這樣一組裝備的復雜性和風險。

需要這樣一種系統和方法，將線纜從管柱旁引入井眼，同時在涉及壓力井的井眼操作時密封管柱和線纜周圍。

需要這樣一種系統和方法，在不壓井的前提下測量大角度的欠平衡井。

需要這樣一種系統和方法，用于密封下放井眼中的管柱周圍和密封鄰近管柱下放井眼中的線纜的周圍。

發明內容