[发明专利]从主井钻径向井和完井的方法和系统

说明书

本发明涉及一种系统，该系统适用于从一口主井中钻一口径向井的钻井和完井，主井可以是任何斜井，也可以是非常垂直或严重倾斜的直井。

在一口以前已钻完的主井中的径向钻井工艺不是一种新的技术。主井可以是裸眼井(即未下套管的井)，或是下了套管柱的井。前一情形，主井通常必须在开始径向钻进的深度处堵塞，通过打水泥塞堵住这口井，为开始径向钻进的定向钻柱提供必要的支持。钻柱传统上装有井下马达和一个斜向工具，例如弯接头，也可以通过使用一般称为“造斜器”的斜向装置的旋转钻井来完成这一操作。后一种技术相当陈旧，在裸眼井中难以掌握，因为造斜器在井中难于定位，如果主井已经下入套管工艺是相同的，但是必须进行套管开窗的附加操作，以便通过由此得到的开口利用定向钻柱。这一操作要求一种适用于套管村质的开窗工具，在套管上开出窗口。

这些操作程序，称作为“侧钻”操作，通常废弃了主井中所述水泥塞或“造斜器”以下部分井段。在这种情况下，新井的完井将是传统的，即是说，套管可以延伸到地面，或者通过已知手段，例如，使用通常称为“尾管悬挂器”的悬挂装置，悬挂在现有的套管柱上。

专利文献US-A-4802704提出了从一口主井串钻几口径向井的一种已知完井系统和方法，但是主井和径向井中的装备是复杂的，限制了主井的内部空间，不可能保持主井较低井段的畅通，而且，钻径向井时还需要在主井套管上开窗的一个步骤。

专利文献US-A-4852666提出相对于水平泄油段钻径向井的钻井装置和方法，然而，文献没有提出可以从已下套管的主井中钻径向井的方法，此外，还不允许径向井套管完井。

本发明涉及两个套管部件的连接装置，其特征在于，第一套管部件有一个尺寸允许第二套管部件通过的径向开孔，所述第二套管部件在通过第一套管部件后从第一套管部件径向延伸，所述装置包括一种连接部分，把第二套管部件连接到第一套管部件的周边上。

本发明的另一目的是提供一个在主井中至少钻一口径向井的钻井和完井系统，主井下入至少有一个径向开口的主套管柱，所述开口允许通过钻井工具，所述系统包括一个在所述径向井中的套管柱，一种接近于所述开口定位于主套管柱的导向装置，一种在主套柱周边连接径向套管和主套管柱的连接装置。

本发明的又一目的在于提供从一口主井中径向延伸的钻井和完井系统，所述系统包括在主井的套管柱，所述套管柱至少有一个装备有径向开孔的管状部件和至少可以部分封闭开口的装置。

本发明还提供了从一口主井中钻径向井的钻井和完井方法，主井中下入了至少有一个径向开口的套管柱，所述方法包括以下几个步骤：

——在所述套管中将导向装置定位在所述开口位置；

——使径向钻井装置经所说的导向装置通过所述开口，以便从所述主井钻径向延伸的井；

——在径向井中下入径向套管柱；和

——把径向套管柱连接到主井套管柱的周边上。

本发明的另一目的是提供一个从一口下入套管柱的主井钻径向井的钻井和完井方法，包括以下几个步骤：

——主井套管柱至少有一段包括至少一个径向开口的管段。

——通过在地面转动所述的套管柱确定所述至少有一个径向开口的开口方位。

——所述至少有一个径向开口的开口方位由测量工具控制。

因此，本发明的目的是在主井中下入有一个或几个径向开口的套管，在套管下入以前，应部分准备好开口，然后从这些开口之一悬挂进入所钻径向井的径向管柱。

当套管柱是由管状部件组装成的时，下入井中时，使用这些特别制造的包括一个径向开口的管状部件。除了在指定位置安置特定的包括有径向开孔的部件以及其它钻井和完井装置外，要进行传统的下套管操作。因此，主井装备有一个组合套管，这个套管包括由操作者预先确定位置的径向钻井和完井装置，以备使用。

当主井以这种形式装备时，应该注意，进入套管内部空间的入口允许该领域的熟练人员在这样一口井中完成多种维修作业。事实上，根据本发明准备的套管内部空间允许工具通过。因而在径向钻井区域下面具有使工具进入套管内部空间的入口，这些工具相对于所述主套管的内径有一个传统的最大外径。由于在主套管的内部通道上没有明显的障碍，因此，可以用相同尺寸的工具，在主套管长度上实现径向排油段的钻井和完井。