用于在对地下地层进行钻进期间对其进行压裂的方法和系统的制作方法

专利名称：用于在对地下地层进行钻进期间对其进行压裂的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及将井眼钻通地下地球地层的领域。更具体地，本发明涉及用于在 对这种地层进行钻进的过程期间在地球地层中产生裂缝的方法和系统。
背景技术：
井眼被钻通地下地球地层，用于采出诸如石油的有用流体。井眼提供从可渗透含 流体地下地层到地球的地面的液压传导性通路，使得在这种地层的孔隙中存在的流体可以 通过井眼移动到地面。一些类型的地下地层由于钻井眼而使得靠近井眼地下地层的渗透率容易降低。渗 透率的这种降低被公知为“表皮堵塞”，并且与根据具体地层的流体流动特性已经预测的流 体和流量相比，渗透率的这种降低可能导致具体井眼产生相当少的流体和/或以相当低的 流量产生相当少的流体。其它地下地层具有相对较低的原始渗透率。对于上述情况，其中本 领域已知的是对这种地下地层进行水力压裂。水力压裂通常包括在足以产生超过地层将被 破裂或断裂的压力的压力的速度下将流体泵送到地层内。一旦裂缝开始，可以将流体的泵 送持续选定的一段时间，使得裂缝从井眼延伸选定的横向距离。然而，当流体泵送停止时， 被压裂地层上方的地层的重量将使裂缝闭合。因此，本领域公知的压裂液包括被称作“支撑 剂”的不同固体微粒的悬浮液，所述支撑剂抑制断裂和在泵送停止之后随后发生的裂缝的 闭合。裂缝的作用是增加井眼的有效半径。如本领域所公知的，流体从地下储层流动的速 度与其中诸如井筒半径相对于地下储层半径的比值的因素有关。通常在钻完井眼并且将防护管或套管放置在井眼中之后执行上述压裂程序。如果 在对井眼进行钻进期间执行压裂，则可以大致节约时间和成本，使得在打井过程中可以更 早地评价具体的地下地层。

发明内容
根据本发明的一方面的一种用于在钻井时对井眼进行压裂的方法包括以下步骤: 将钻柱插入到井眼中。将流体泵送到钻柱中的内部通道中和井眼的壁与钻柱之间的环形空 间中的至少一个内。测量紧邻钻柱的下端的流体的压力和温度中的至少一个，并且以基本 上与测量同时进行的方式将测量值发送到地面。响应于测量值控制流体的流量和压力中的 至少一个，以在邻近于井眼的地层中选择性地产生裂缝。根据本发明的另一个发明的一种随钻压裂系统包括钻柱，所述钻柱可延伸到井眼 中，并且具有光通信信道和电通信信道中的至少一个，所述光通信信道和所述电通信信道 与所述钻柱相关联。至少一个传感器被设置成靠近钻柱的端部，并且被构造成测量井眼与 钻柱之间的环形空间中的参数。所述系统包括泵，所述泵被构造成响应于来自至少一个传 感器的测量值自动调节压力和流量中的至少一个。根据本发明的另一个方面的一种随钻压裂系统包括钻柱，所述钻柱可延伸到井眼中，并且具有光通信信道和电通信信道中的至少一个，所述光通信信道和所述电通信信道 与所述钻柱相关联。至少一个传感器被设置成靠近钻柱的端部，并且被构造成测量井眼与 钻柱之间的环形空间中的参数。所述系统包括用于控制被泵送通过钻柱的流体的压力和流 量中的至少一个的装置。所述用于控制的装置被构造成响应于来自至少一个传感器的测量 值自动调节压力和流量中的至少一个。本发明的其它方面和优点将从以下说明和所附权利要求清楚呈现。


图1显示正在使用“有线钻杆”被钻进的井眼的示例；图2显示在靠近钻柱的下端的可以用于在钻井时进行压裂的部件的示例；和图3显示自动随钻压裂系统的示例。
具体实施例方式图1中示意性地显示了用于将井眼钻通地球的地面的系统的示例。钻机18或类 似的支撑结构可以设置在地球的地面上。钻机18包括诸如绞车22、滑轮20和钻井钢丝绳 19的设备，所述设备被构造成当其钻地下地层时可移动地支撑钻柱10。钻柱10可以由“有 线钻杆”的螺纹地首尾联接在一起的多个部分12形成。“有线钻杆”是一种包括用于沿安 装好的钻柱10提供动力和/或信号通信通道的至少一个电和/或光导体的钻杆结构。由 Madhavan等人提出申请的美国专利申请出版物No. 2006/0225926中说明了可以在一些示 例中使用的有线钻杆的结构的非限制性示例。钻柱10通常包括在其下端处的钻头14。钻头14的旋转和通过将钻柱10的重量 的一部分施加到所述钻头而将轴向力施加到钻头14使钻头14压碎、碎裂和/或切割井眼 16的纵向端部(底部)处的地层。钻柱10可以包括通常紧邻钻头14的以下不同装置用于测量包围井眼16的地层 的特性的装置(例如，随钻测井(“LWD”)传感器38)，如以下更加详细说明的用于执行一 些机械功能的装置(例如，环形密封件或“封隔器” 34)、和用于测量井眼16的壁与钻柱10 的外部之间的环形空间的参数的装置(例如，环空压力传感器36)。可以使用有线钻杆10 中的通信信道执行控制上述示例性装置的操作和将由不同装置得到的测量值通信给表面。 例如可以在设置在地球的地面上的记录单元40中生成控制信号。可以经过与记录单元40 相关联的无线收发器42将控制信号发射到与悬挂在钻机18中的顶驱(top drive) 46相关 联的相对应的无线收发器44。与顶驱46相关联的无线收发器44可以实现与钻柱10内的 通信信道的电和/或光学连接。可以经过钻柱10中的信号信道将来自钻柱10内的各种传 感器的信号通信给相对应的无线收发器44。最终，这种信号被通信给记录单元40，用于进 行解码和解释。在井眼16的钻进期间，使用泵28将流体32从箱或槽30升起。泵28的排放侧可 以连接到立管24。可以使用软管26或类似的柔性导管将立管24联接到顶驱46。在钻井 期间，顶驱46可以将旋转运动提供给钻柱10。可以通过控制绞车22的钻车操作者将钻柱 10的重量的一部分传递给钻头14，使得钻井钢丝绳19移动通过滑车轮20，从而使顶驱46 向下移动，直到钻头14接触井眼16的底部。钻井钢丝绳19进一步延伸直到将钻柱10的选定的一部分重量施加到钻头14。流体32在由泵28施加的压力下最终移动通过钻柱10中的内部通道。流体32可 以通过钻头14中的喷嘴或喷口(未示出)离开钻柱10的内部。排放的流体用于润滑和冷 却钻头14，并且将由钻头14产生的钻井岩屑提升到地面。流体32可以在钻井过程期间使 其流变性质改变和/或使其组分改变，使得与操作如以下进一步说明的钻柱10上的一些装 置结合而使一些地下地层可以具有在其内张开的裂缝48。在通过被称作“支撑剂”的流体 添加剂使裂缝48产生和扩展之后，裂缝48可以保持张开。可选地，第二箱30A可以填充有 不同的流体32A。当由记录系统40生成适当的控制指令时，开关阀31可以将泵28的入口 联接到第二箱30A，以将第二流体32A泵送通过钻柱10。第二流体32A可以具有尤其适于 产生并支撑裂缝(例如，图1的裂缝48)的组分和流变性质。另一方面，第一次提到的箱中 的流体32可以具有尤其适于井眼钻进的组分和流变性质。以下参照图3进一步说明用于 改变流体组分的系统装置的另一个示例。在本发明的保护范围内，流体32可以被泵送通过钻柱10、通过钻头14并且进入 到钻柱10与井眼16之间的环形空间内，从而产生裂缝48。在使用有线钻杆的系统的一些 示例中，钻柱10的下端可以包括具有在不将钻柱10从井眼16移除的情况下促进压裂操作 (以下参照图2所述)的膨胀式封隔器34及其它装置的部件。参照图2，钻柱10的下端可以包括专用钻铤50，所述专用钻铤在钻头14的上方设 置在所述钻柱中。钻头14可以包括内部通道14B，所述内部通道联接到喷嘴或喷口 14A，用 于在如以上参照图1所述的钻井和压裂期间排放流体。钻铤50可以包括电动阀C1、C2，当 适当地致动所述电动阀时，所述电动阀可以使流体停止通过钻柱10以及通过钻头14流出， 并且可以选择性地使流体流转向通过钻铤50的壁中的端口 51而进入到钻柱10与井眼(图 1的井眼16)之间的环形空间中。压力和/或温度传感器D可以布置在钻柱的下部中，以测 量环形空间中的压力和/或温度。钻铤50的上部中可以包括泵52，所述泵可操作以膨胀 和缩小封隔器34。泵52可以使其入口联接到环形空间，或者联接到钻柱10的内部，使得 泵52入口将作为井眼(图1中的井眼16)的流体静压的参考。钻铤50的上端可以包括螺 纹连接件53，所述螺纹连接件被构造成与钻柱中相对应的螺纹连接件(在图2中未示出) 相配合。在本示例中，电磁动力和信号通信装置56可以设置在螺纹连接件53的肩状部内 的适当凹部中。通信装置56的结构和操作例如可以基本上如以上所参考的Madhavan等人 的’ 926专利申请出版物中所述。钻铤50可以包括可以诸如基于微处理器的控制器(包括适当的设备驱动器)的 控制器54，所述控制器可以对经过有线钻杆发送并通过通信装置56被通信的指令进行解 码。当检测适当的指令时，控制器54产生用于操作泵52和/或阀Cl、C2的控制信号。控 制器54还可以从传感器D接收信号，并且经过通信装置56通信这种信号，用于在如以上参 照图1所述的记录单元(图1的记录单元40)中进行检测和解释。钻铤50可以包括一个或多个成型射孔弹B，所述射孔弹被构造成当由控制器54产 生适当的控制信号时以电的方式或其它方式被启动。通常，当从记录单元接收到适当的指 令时，控制器54可以在一些示例中生成这种信号。在一些示例中，一个或多个成型射孔弹B 可以被引爆以在包围井眼(图1的井眼16)的地层中产生射孔孔道，使得与仅通过泵送流 体相比可以更加容易地使裂缝开始。
在随钻压裂的一个示例中，当例如通过在记录单元(图1的记录单元40)中接收 到来自LWD传感器(图1的LWD传感器38)的测量值来识别适当的地下地层时，系统操作 者可以通过控制绞车(图1的绞车22)使钻柱10停止向下运动。操作者还可以使钻柱10 停止旋转。在一些示例中，操作者可以操作绞车(图1中的绞车22)以升起钻柱10，使得将 钻头从井眼的底部移除。然后，操作者可以将适当的指令输入到记录系统(图1的记录系 统40)中的控制面板(未示出)中，用于通信给钻铤50。当通过控制器54检测到指令时， 可以操作阀Cl、C2以使流体流转向进入到环形空间内，并且可以通过操作泵52来膨胀封隔 器34以密封环形空间。在一些示例中，可以引爆一个或多个成型射孔弹B。然后可以将流 体泵送通过钻柱并且进入到密封环形空间内。在流体的泵送期间，可以通过传感器D测量 环形空间中的压力和/或温度，并且可以将来自所述传感器的测量值发送到记录单元(图 1的记录单元40)。当系统操作者观察到指示成功地产生裂缝(例如，图1中的裂缝48)的 压力和/或温度的适当指示时，然后操作者可以输入适当的指令以重新设置钻铤50，从而 重新开始钻井操作。应该理解的是图2中所示的钻铤50的不同部件的位置仅仅是可以在根据本发明 的随钻压裂中使用的不同部件的可能结构的一个示例。在其它示例中，可以使用或省略不 同流体流动控制装置和/或传感器。其它的示例可以包括多于一个的封隔器，或者可以省 略封隔器34。使用图2中所示的系统获得的具体优点是具有传感器，来自所述传感器的测 量值可以被系统操作者基本上实时地接收和使用。如本领域的技术人员将易于认识的是， 当泵送流体以在地下地层中产生和/或扩展裂缝时，优选地，在紧邻正在被压裂的地层现 有条件下对压力进行测量对于确定裂缝扩展的进度是重要的。例如，实质上可通过具有实 时压力测量值来提高控制压裂操作中的“尖端脱砂”。在另一个示例中，可以通过使封隔器34膨胀以密封环形空间来执行对地层的压 裂，并且可以将流体泵送到钻柱与井眼(图1中的井眼16)之间的环形空间中。在这种示 例中，有利的是将压力和/或温度传感器D定位在封隔器34上方，使得在泵送压裂液期间 可以测量压裂液的压力。在一些示例中，当对井眼进行钻进并且连续产生更多的裂缝时，裂缝可以沿井眼 的长度分布，而不是仅在井眼的单个部分上分布。在这种示例中，岩石特性的描述、不同地 层的孔隙中的原地应力和/或流体压力可以用于设计和/或控制裂缝(图1中的裂缝48) 的分布。诱导应力转向(“ISD”)效应的处理和表征、新裂缝如何靠近现有裂缝形成并扩 展还可以提供用于控制钻井和压裂以提供如此产生的选定分布的裂缝的技术。在一些示例 中，控制器54或类似装置可以利用所提供的反馈和输出实时操纵压裂。例如，控制器54可 以被编程以响应来自传感器D的压力测量值，从而自动控制封隔器膨胀并且控制阀C1、C2， 使得裂缝根据预定模式开始和扩展。在一个示例中，可以控制井眼中的钻井液循环流量以在井眼中提供超过或低于具 体地层的压裂压力的选定数量的压力。在一些示例中，可以由通过LWD传感器(图1的LWD 传感器38)得到的测量值(例如，声波压缩和剪切速度以及密度)确定压裂压力。通过适 当地控制流体的循环，例如，通过控制泵(图1中的泵28)的速度，可以在井眼在生成适当 的流体压力，从而同时或基本上同时提供钻井和压裂。此外，通过控制由在钻井过程期间在 井眼中使用的流体产生的循环和/或压力，在钻井眼的同时可以对具体地层或包围井眼的地层的一部分进行压裂。在一些示例中，例如可以设置在记录单元(图1的记录单元40)中的处理器(未 单独示出)可以被构造成操作泵(图1中的泵28)和/或开关阀(图1中的开关阀31)，以 自动控制当钻井时同时进行压裂所使用的流体流量和流体。处理器可以操纵压裂和/或钻 井过程。在一些方面中，钻柱10中的传感器D和/或设置在有关地下地层中的其它传感器 可以将反馈/信息/数据提供给处理器(未示出)，用于适当地控制流体和泵送速度。在一些示例中，可以响应于当钻井眼时对地层的压裂和/或地层压裂的结果而改 变井眼的钻井的一些参数，例如，钻进的深度、倾角、方位定向。在一些示例中，被诸如放射性示踪剂的示踪剂跟踪的流体可以用于使用诸如伽马 射线检测器的检测器或类似装置跟踪井眼的内部或外部。这种检测器可以形成为LWD传感 器(图1中的LWD传感器38)的一部分。在这种示例中，如果由检测器得到的测量值发现 裂缝没有沿着选定的方向扩展，而是裂缝在先前的人工裂缝和/或类似裂缝的顶部扩展， 可以通过自动泵送转向剂、进一步钻进、沿不同的方向钻进和/或类似动作来校正这种不 适当的裂缝扩展。在随钻压裂过程中，得到的第一裂缝可以沿井眼在最低主应力和最低岩石强度的 位置处开始。第一裂缝可以如上所述开始并被泵送。当钻井过程持续，并且下一个裂缝位 置被钻头14穿过时，压裂过程可以重新开始。为了确保第二和任意随后的裂缝不会朝向原 始裂缝位置或任意其它裂缝位置扩展，在一个示例中，可以使第一和/或任意先前的人工 裂缝承受过度应力。例如，在裂缝被支撑剂支撑成张开的情况下，可能发生超应力。被支撑 的裂缝越宽，更高的局部应力增加将会发生。可以控制裂缝的支撑以提供被控制的超应力。 裂缝的间距可能不仅受裂缝宽度的影响，而且受到裂缝长度的影响，并且裂缝可以被放置 成使得新裂缝在其不再受到先前裂缝中所保持的增加的应力的位置处开始。在一些示例中，可以执行尖端脱砂处理，这可以基本上增加裂缝宽度，并因此增加 局部应力。为了确保实现尖端脱砂(“TS0”)，流体(图1中的流体32A)中可以包括一些类 型的纤维。在一些示例中，可溶解或可降解的纤维可以朝向被泵送的压裂液的端部被高浓 度地加载，用于在相对较高的浓度下进行压裂的任何一种情况，从而有助于开始进行尖端 脱砂。这种纤维浓度可以用于稳定支撑剂，以及暂时降低整个支撑剂流体渗透率。使用参 照图1和图2所述的系统，在不需要将钻柱10从井眼(图1中的井眼16)移除的情况下， 可以将上述过程重复任意选定的次数。在一些示例中，泵送被称作“小段塞”(例如，转向小段塞)的、包括聚乳酸纤维的 浓缩段塞物质可以用于在邻近于可渗透地下地层的井眼的壁上产生暂时但是非常低的渗 透率滤饼。分级碳酸钙还可以与聚合物结合以产生类似的小段塞。在一些示例中，钻井液 和/或类似物可以包括纤维或一些其它流体损耗型材料，以最小化对支撑剂充填层的内部 滤饼的破坏。可选地，初始不可渗透的、类似于WARP流体的支撑剂充填层可以用在本发明 的方面中。在一些示例中，为了产生初始被严重破坏/正在被破坏(具有控制进入到已压裂 地层内的滤失量的相对较低的近井眼渗透率)但在预先选定的时间之后最终变得可渗透 的支撑剂“充填层”，可以将一些物质添加到支撑剂充填层，所述物质的尺寸被形成为在支 撑剂的多孔物内进行配合。这种物质可以存在于可以设置在支撑剂颗粒之间的孔隙中的颗粒的一部分中，并且随后可被容易和完全清除。在剩余多孔物的内部进行配合的第二尺寸 封堵材料可以添加到这种混合物，从而进一步降低支撑剂的渗透率。仅以示例的方式，例如 聚乳酸、聚乙醇酸和聚乙烯醇的物质可以以固体形式放置在支撑剂中，然而，这种材料在公 知的温度下经过已知时间之后会水解以恢复到液体。可以使用诸如选定粒径的碳酸钙的其 它材料，并且当酸或类似物需要时可以溶解所述其它材料。在支撑剂充填层中可以使用石 蜡，以提供在给定温度下融化成液体的固体物质。在其它示例中，暂时降低或改变支撑剂充填层渗透率可以包括将尺寸稍微大于支 撑剂孔喉尺寸的软性压缩物质泵送到裂缝内。压缩物质可以使有效孔隙体积变形并且在闭 合时完全堵住所述有效孔隙体积。再次，如上所述，这种物质可以最后被清除。在一些示例中，可以通过沿井眼在裂缝的开口两端放置有效的不渗透膜(“滤饼”) 来使得在裂缝产生之后和在钻进期间最小化通过裂缝的流动。这种滤饼可以被构造成当将 流体挤压到裂缝本身内时迅速形成。为了最小化由于固体微粒以深穿透的方式进入裂缝而 对流体的污染，可以使用喷射或类似方法在裂缝的表面两端涂抹坚固的滤饼。在一些示例中，钻井可以包括空气、氮气和/或用于在钻进期间所使用的流体的 类似物。仅以示例的方式，空气钻井或类似钻井可以与使用水基流体、泡沫、纯氮气和/或 类似物的压裂结合。在这样一个示例中，当持续钻井时，从地层开采出的水和气体可以有助 于“进行清洗”(从地层清除渗透率降低的物质)。在一些示例中，钻井可以是欠平衡的(使流体静压低于地层孔隙中的流体压力)， 并且当正在进行随钻压裂时，正在被钻进的井眼可以采出流体。在一些示例中，随钻压裂可 以包括在一种或多种压裂液的情况下进行钻井。在其它示例中，或在与上述结合中，在根据 本发明的不同方面的方法中可以使用包括井眼涂抹、随“套管钻井”井眼涂抹和类似过程的 井眼加固过程。例如在授予Tessari的美国专利No 6，705，413中说明了套管钻井。在一些示例中，用于产生裂缝(图1中的裂缝48)的流体可以包括酯、溶剂、酸，所 述酯、溶剂、酸可以有助于清除由用于钻井眼的可以包括“堵塞”剂的流体所产生的近井眼 污染。如先前所述，可以在压裂处理结束时使用包括一定尺寸的碳酸钙、混合聚乳酸、碳酸 盐和/或类似物的酸溶性纤维和滤饼添加剂以密封裂缝。可以沿钻杆泵送清洁钻井液以保 护钻柱10的下部，并且可以沿环形空间泵送填充有支撑剂的压裂液。以下参照图3说明可以执行上述程序中的任一个或所有上述程序的自动随钻压 裂系统。系统可以包括例如可以设置在记录单元40中的中央处理器(“CPU”)140。CPU 140可以是可编程计算机，所述可编程计算机包括可操作以使CPU 140生成用于经过有线 钻杆通信信道(图1和图2)传送的指令信号的程序指令。CPU 140还可以生成用于操作多 个流体泵PI、P2、P3中的一个的控制信号，所述多个流体泵中的每一个都可以通过相应的 单向(止回阀)或其它阀V1、V2、V3联接到顶驱46的流体入口(见图1中的立管24和软 管26)。如参照图1所述，CPU 140可以使用无线收发器42、44与有线钻杆通信信道进行通
fn °CPU 140还可以生成用于操作钻铤(图2中的钻铤50)中的诸如用于膨胀封隔器 34的泵52、和被布置成使通过钻柱(图2中的钻柱10)的流体流转向和/或停止的阀Cl、 C2的不同部件的指令信号。可以通过钻铤(图2中的钻铤50)中的控制器54解码和动作 这种指令信号。在图3中所示的系统中，可以如以上参照图1所述执行钻井操作。在这种钻井操作期间，诸如可以是钻井泥浆的流体Fl可以通过相应的泵Pl从相应的箱被泵送，以 执行在钻井期间流体的上述功能。可以经过有线钻杆通信信道将来自钻铤(图2中的钻铤 50)中或与所述钻铤相关联的传感器(例如，LWD传感器(图1中的LWD传感器38))的测量 值发送到CPU 140。CPU 140中的指令可以响应于传感器的一些测量值而使泵Pl停止或放 缓，并且可以使一个或多个泵P2和P3操作，以将压裂液排放到钻柱内。以上说明了压裂液 和/或滤饼生成流体的示例性组分。可以由存储在CPU 140中的指令确定被操作的具体泵 和操作速度。这种指令可以响应于由来自不同LWD传感器(图1中的LWD传感器38)的测 量值确定的地层特性来提供一些流体流量和压力。如果CPU 140开始泵送压裂液，CPU 140 还可以将指令发送给钻铤(图2中的钻铤50)，以在控制器54中被接收和解码。控制器54 可以包括用于操作钻铤内的不同装置(例如，转向器和封隔器膨胀泵52)的程序指令。如 先前所述，控制器54还可以包括用于使钻铤中的不同部件根据环形空间中的参数(例如， 压力或温度)的测量值进行操作的指令。使用如图3中所示的装置，可以自动执行如上所述的不同随钻压裂程序。随钻压 裂的自动操作可以减少由于操作者失误而产生的压裂失效的可能性，并且可以增加随钻压 裂操作的安全。通过根据井眼参数的大致实时测量值(例如，压力和/或温度)控制随钻 压裂过程，可以降低由于数据延迟而产生的压裂作业失效的可能性。虽然已经相对于有限的示例说明了本发明，但是得益于本公开的本领域的技术人 员将认识到可以设计不背离如这里所公开的本发明的保护范围的其它示例。因此，本发明 的保护范围应该仅由所附权利要求限定。
权利要求
一种用于在钻井时对井眼进行压裂的方法，包括以下步骤将钻柱插入到井眼中；将流体泵送到所述钻柱中的内部通道中和所述井眼的壁与所述钻柱之间的环形空间中的至少一个内；测量紧邻所述钻柱的下端的流体的压力和温度中的至少一个；以基本上与测量同时进行的方式将测量值发送到地面；以及响应于所述测量值控制所述流体的流量和压力中的至少一个，以在邻近于所述井眼的地层中选择性地产生裂缝。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤 选择性地密封所述环形空间。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，被泵送的所述流体通过钻头被排放。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤 使流体流转向进入到所述环形空间中。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，以与在所述井眼中钻地下地层同时进行的方式 执行所述泵送流体、测量、发送和控制的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发送步骤包括 经过有线钻杆中的通信信道进行通信。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述流体包括支撑剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述支撑剂包括被选择以在产生裂缝之后在选 定的时间内降低所述裂缝的渗透率以能够进一步对所述井眼进行钻进的物质。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤将所述流体从用于对所述井眼进行钻进的第一流体改变成用于使裂缝张开并保持所 述裂缝的第二流体。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制压力和流量中的至少一个的步骤响应 于所述测量值被自动执行。
11.一种随钻压裂系统，包括钻柱，所述钻柱能够延伸到井眼中，并且具有光通信信道和电通信信道中的至少一个， 所述光通信信道和所述电通信信道与所述钻柱相关联；至少一个传感器，所述至少一个传感器被设置成靠近所述钻柱的端部，并且被构造成 测量所述井眼与所述钻柱之间的环形空间中的参数；和泵，所述泵被构造成响应于来自所述至少一个传感器的测量值自动调节压力和流量中 的至少一个。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述传感器包括压力传感器和温度传感器中 的至少一个。
13.根据权利要求11所述的系统，还包括引流器，所述引流器被布置成选择性地闭合 通过所述钻柱的端部的流体流，和选择性地朝向所述环形空间打开所述流体流。
14.根据权利要求11所述系统，还包括至少一个可选择性地操作的环形密封件，所述 环形密封件被构造成当被致动时闭合所述环形空间。
15.根据权利要求11所述的系统，其中，所述通信信道包括有线钻杆。
16. 一种随钻压裂系统，包括钻柱，所述钻柱能够延伸到井眼中，并且具有光通信信道和电通信信道中的至少一个， 所述光通信信道和所述电通信信道与所述钻柱相关联；至少一个传感器，所述至少一个传感器被设置成靠近所述钻柱的端部，并且被构造成 测量所述井眼与所述钻柱之间的环形空间中的参数；和用于控制被泵送通过所述钻柱的流体的压力和流量中的至少一个的装置，所述用于控 制的装置被构造成响应于来自所述至少一个传感器的测量值自动调节所述压力和流量中 的至少一个。
全文摘要
本发明公开了一种用于在钻井时对井眼(16)进行压裂的方法，所述方法包括以下步骤将钻柱(10)插入到井眼中。将流体(32)泵送到钻柱(10)中的内部通道中和井眼的壁与钻柱之间的环形空间中的至少一个内。测量紧邻钻柱的下端的流体的压力和温度中的至少一个，并且以基本上与测量同时进行的方式将测量值发送到地面。响应于测量值控制流体的流量和压力中的至少一个，以在邻近于井眼的地层中选择性地产生裂缝(48)。
文档编号E21B17/00GK101952545SQ200880126254
公开日2011年1月19日 申请日期2008年11月25日 优先权日2007年12月5日
发明者J·欧内斯特·布朗, 本杰明·P·杰夫瑞司, 阿什利·约翰逊 申请人:普拉德研究及开发股份有限公司