[发明专利]从浮动钻井平台钻探同时对注入和损失的检测

说明书

技术领域

本公开一般地涉及与地下井结合利用的仪器和结合执行的操作，且在下述一个实施例中本公开更特定地提供从浮动钻井平台(floating vessel)钻探同时对注入和损失的检测。

背景

在从浮动钻井平台进行的特定类型的钻探操作中，由于波动或潮汐，立管柱(riser string)体积可随平台上升和下降而变化。这个变化的体积使得难以确定流体是正在进入还是离开由正被钻探的井眼所穿透的地层。

因此，将理解的是在从浮动钻井平台钻探同时检测注入(井涌(kick))和损失的领域中持续需要改进。

附图说明

图1是可实现本公开原理的井系统和相关联方法的代表性部分截面视图。

图2A和B是可被用于图1的系统和方法中的旋转控制设备和滑动接头的代表性截面视图。

图3-5是用于检测注入和损失的系统和方法的代表性示意图，这些系统和方法可实现本公开的原理。

详细描述

在图1中代表性地示出的是用于钻井的系统10及相关联的方法，该系统和方法可实现本公开的原理。

然而，应该清楚理解的是，系统10和方法仅仅是在实践中应用本公开原理的一个示例，且各种较广范围的其他示例是可能的。因此，本公开的范围完全不限于此处描述的和/或图中示出的系统10和方法的所有细节。

在图1中所示的井系统10中，使用浮动钻机12来钻探井眼14。基本呈管状的钻柱16具有连接在钻柱下端处的钻头18，且钻头被旋转和/或以其他方式被操作以钻探井眼14。

钻柱16可由钻机12所旋转，且钻柱可具有用于旋转该钻柱的Moineau型流体马达(未示出)，和/或可由传递至钻头(drill bit)的冲击力来钻探井眼14，等。钻柱16可以是连续的或分段式的，且钻柱可具有与钻柱相关联用于传输数据信号、命令/控制信号、功率、流等的金属线、光学波导、流体管道、或其他类型的通信路径。因此，将理解的是，图1中所示的钻柱16仅仅是可用于井系统10内的各种不同类型钻柱的一个示例。

图1中将钻机12图示为包括位于地表位置处(如，位于深或超深水体的表面20处)的浮动钻井平台21。响应于波动和潮汐，钻井平台21上升和下降。

在图1示例中，海底取油立管(marine riser)22在钻机12和位于海底位置处(如，在泥浆管线处或海床26上)的防喷器组24之间延伸。立管22用作在钻机12与防喷器组24之间引导钻柱16、用于使得流体在钻机和井眼14之间流动等的导管。

互连在立管22和防喷器组24之间的是环形防喷器28。虽然即使在环形防喷器内没有出现钻柱，典型的环形防喷器可密封防喷器组24的顶部，环形防喷器28被设计为在特定情况下密封钻柱16周围的环形空间32(如，紧急时防止流体从井中非故意的释放)。

靠近立管22上端的是环形密封设备30，该设备也被设计为密封钻柱16周围的环形空间32，但是该环形密封设备被设计为当钻柱被用于钻探井眼14的同时来做出此举。如果钻柱16在钻探井眼14的同时旋转，则环形密封设备32被设计为围绕该旋转的钻柱进行密封。

环形密封设备30可以是作为旋转防喷器、旋转头、旋转转向器、旋转控制设备(RCD)、钻削动力头(drilling head)等为本领域技术人员已知的类型。环形密封设备32可以是被动地或主动的，其中该设备的一个或多个密封装置(seal)可总是、或选择性地延伸至与钻柱16之间的密封接合。

环形密封设备32的密封装置(多个)可与钻柱16一起或不一起旋转。密封装置优选地将立管22中的环形空间32与地球大气层的通信隔离。

钻井液33被包含在钻机12的储存器34内。钻机泵36被用于将钻井液33泵入地表处的钻柱16。钻井液流过钻柱16且进入井眼14(如，在钻头18处离开钻柱)。

然后，钻井液33经由扼流管汇38、气体分离器或“可怜男孩(poor boy)”脱气装置40、固体分离器42等流过环形空间32回到储存器34。然而，应该理解的是，在本公开范围内可使用其他类型的钻井液操作、调节、和处理装置及其组合。

可使用压力控制系统(未示出)来控制井眼14内的压力。压力控制系统可操作扼流管汇38，以使得期望量的背压施加至环形空间32。压力控制系统还可调节其他装置(如，泵36、竖管(standpipe)控制阀、将来自泵36的流转向至扼流管汇38上游处的钻井液返回管线84的转向器等)的操作。