具有可溶胀材料以防止流体流经该材料的研磨转向器的制造方法
【技术领域】
[0001]研磨转向器(如造斜器)被用于形成侧向井眼。研磨转向器包括锥形面以使研磨钻头可在套管和可能水泥中制造窗口。在制造窗口后，可使用钻头形成侧向井眼。
【发明内容】
[0002]根据一个实施方案，防止流体流经井眼中的研磨转向器的锥形面的方法包括:将所述研磨转向器安置于所述井眼中，其中所述研磨转向器包括:(a)本体；(b)所述锥形面，其中所述锥形面位于所述本体的一端；和(C)可溶胀材料，其中所述可溶胀材料:(i)被周向地安置于所述研磨转向器本体周围，邻近所述锥形面；(ii)在存在溶胀流体时溶胀；且(iii)在所述可溶胀材料溶胀后防止大体上全部流体流经所述可溶胀材料；并引起或允许所述可溶胀材料溶胀。
[0003]根据另一个实施方案，维持井眼中在研磨转向器上方的压力的方法包括:将所述研磨转向器安置于所述井眼中，其中所述研磨转向器包括:(a)本体；(b)锥形面，其中所述锥形面位于所述本体的一端；和(C)可溶胀材料，其中所述可溶胀材料:(i)被周向地安置于所述研磨转向器本体周围，靠近所述锥形面；(?)在存在溶胀流体时溶胀；且(iii)在所述可溶胀材料溶胀后防止在所述井眼中所述可溶胀材料的上方位置的压力损失；并引起或允许所述可溶胀材料溶胀；以及维持井眼中在所述可溶胀材料上方的位置的压力。
[0004]根据另一个实施方案，所述可溶胀材料防止具有第一密度的第一流体与具有第二密度的第二流体混合，其中在所述可溶胀材料溶胀后，所述第一流体位于所述井眼中的所述可溶胀材料上方且所述第二流体位于所述井眼中的所述可溶胀材料下方。
【附图说明】
[0005]当结合附图考虑时，某些实施方案的特征和优点将更容易明白。附图不构成对任何优选实施方案的限制。
[0006]图1示出具有可溶胀材料的研磨转向器。
[0007]图2示出被安置于井眼中的研磨转向器，其中所述可溶胀材料已溶胀。
[0008]图3说明利用研磨转向器形成的侧向井眼。
[0009]图4示出完成的侧向井眼。
【具体实施方式】
[0010]如本文所使用，预期术语“包括”、“具有”、“包含”和其所有语法变型各自具有不排除其它元件或步骤的开放式非限制含义。
[0011]应理解，如本文所使用，“第一”、“第二”、“第三”等是任意分配的且仅仅希望视情况区分两种或更多种流体、密度等，而不表示任何顺序。此外，应理解仅仅使用了术语“第一”，并非一定会存在任何“第二”，且仅仅使用了术语“第二”，并非一定会存在任何“第三”等。
[0012]如本文所使用，关系术语“下”和其所有语法变型意指沿远离井口的方向。相对地，关系术语“上”和其所有语法变型意指沿朝向井口的方向。此外，术语“下方”意指相比于另一位置更远离井口的位置；且术语“上方”意指相比于另一位置更靠近井口的位置。举例来说，关于在另一组件或装置上方的可溶胀材料的描述意指所述材料在相比于所述另一组件或装置更靠近井口的位置。
[0013]如本文所使用，“流体”是具有连续相的物质，当在71 °F (22°C )的温度和一个大气压力“atm” (0.1兆帕“MPa”)的条件下测试时该物质倾向于流动并与其容器的形状一致。流体可以是液体或气体。均质流体仅有一个相；而异质流体具有多于一个独特相。溶液是均质流体的实例，含有溶剂(例如水)和溶质。胶体是异质流体的实例。胶体可以是:浆液，其包括外部液相和作为内相的未溶解固体颗粒；乳液，其包括外部液相和至少一个不混溶液滴内相；泡沫，其包括外部液相和作为内相的气体；或雾，其包括外部气相和作为内相的液滴。胶体中可存在多于一个内相，但仅有一个外相。例如，可存在邻接第一内相的外相，且所述第一内相可邻接第二内相。胶体的任何相可含有溶解材料和/或未溶解固体。胶体的外相还可称为基液。
[0014]在一些地层中天然存在石油和气体烃。含有石油或天然气的地层有时被称为储层。储层可位于地下或离岸。储层一般位于几百英尺(浅储层)至几万英尺(超深储层)的范围内。为了生产石油或天然气，向地层钻井。
[0015]井可包括但不限于油井、气井或水井、或注入井。如本文所使用，“井”包括至少一个井眼。井眼可包括竖直部分、倾斜部分和水平部分，且可呈笔直、弯曲或分支状。如本文所使用，术语“井眼”包括任何加套管和任何未加套管的井眼开孔部分。井眼通常包括主井眼和从主井眼延伸的一个或多个侧向井眼。如本文所使用，术语“井眼”还意指为主井眼或侧向井眼的任何井眼。如本文所使用，“进入井中”意指且包括进入井眼的任何部分中，包括进入主井眼和/或进入一个或多个侧向井眼。
[0016]可使用钻头形成主井眼。可使用钻柱来辅助钻头钻穿地层以形成井眼。钻柱可包括钻管。在钻探操作期间，钻井流体(有时被称为钻探泥浆)可通过钻管向下流通，并沿井眼壁与钻管外侧之间的环空向上返回。钻井流体实施各种功能，如冷却钻头、维持井中的所需压力、以及通过井眼环空向上运载钻肩。
[0017]在钻出主井眼后，可将管柱(被称为套管)放置于井眼中。可通过将水泥组合物引入井眼壁与套管外侧之间的环空中，而将套管固结于井眼中。水泥可帮助将套管稳定并固定于井眼中。
[0018]通常希望形成从主井眼延伸至地层中的一个或多个侧向井眼。可在主井眼的竖直、倾斜或水平部分或在其组合的多个位置制造侧向井眼。为了形成侧向井眼，可首先制造窗口。这基本上是通过将研磨器放置于主井眼中来完成的。研磨器包括研磨钻头，其可与用于形成主井眼的钻头相同或类似。可将研磨器附接至位于套管内侧的钻柱。钻井流体通过钻柱向下流通并通过钻柱外侧与套管内侧之间的环形空间向上流通。可将研磨转向器置于邻近所需窗口位置的位置。常见研磨转向器的实例是造斜器。研磨转向器包括斜坡部分，通常被称为锥形面，其中所述斜坡部分十分类似于直角三角形的斜边。研磨转向器通常包括打捞或取回机构、以及设定或锚定机构。打捞机构可在不再需要研磨转向器后用于移出研磨转向器。设定机构可用于将研磨转向器固定于套管内侧并有助于转向器保持固定。
[0019]随后通过主井眼推进研磨器直至其接合研磨转向器的锥形面为止。随后侧向地、即沿离开主井眼中心轴线的方向，朝向套管来引导研磨器。研磨转向器的斜坡部分的坡度可影响研磨器会多么迅速地接触套管、和影响窗口的长度。沿研磨转向器向下推进研磨器直至研磨器切穿套管和水泥，并穿透到地层为止。可使用研磨钻头或不同钻头，将侧向井眼在地层内延伸所需距离。随后可将套管或衬里插入侧向井眼中。可将套管或衬里连接至主井眼中的套管，以从侧向井眼引导流体进入主井眼中(或反之亦然)，而不导致流体泄漏至地层中。还可按照在主井眼中实施固结的相同方式，将套管或衬里固结于侧向井眼中。
[0020]当然可形成多于一个侧向井眼。还可存在一个或多个二级侧向井眼，这些二级侧向井眼从一级侧向井眼伸出以形成分支井眼网络。如本文所使用，术语“侧向井眼”意指从主井眼伸出或从另一个侧向井眼伸出的井眼，例如，二