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_3

文档序号:9291233阅读:来源:国知局
和其组合。合适可溶胀弹性体的一个实例包括苯乙烯丁二烯橡胶的嵌段共聚物。
[0033]根据另一个实施方案,可溶胀材料是水可溶胀材料。合适的水可溶胀材料的一些具体实例包括但不限于淀粉-聚丙烯酸接枝共聚物和其盐、聚环氧乙烷聚合物、羧甲基纤维素型聚合物、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酸)和其盐、聚(丙烯酸-共-丙烯酰胺)和其盐、聚(丙烯酸)_接枝-聚(环氧乙烷)和其盐、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)、聚(甲基丙烯酸2-羟丙酯)和其组合。在某些实施方案中,水可溶胀材料可以交联和/或轻度交联。针对水性液体以类似方式表现的其它水可溶胀材料也可以合适。公开合适可溶胀材料的以上罗列并非排他性罗列,未包括所能给出的每种合适的可溶胀材料实例,且不意图限制本发明的范围。可溶胀材料102可经过选择以使其不易受腐蚀性或侵蚀性流体影响。例如,可溶胀材料不降解且维持完整。
[0034]溶胀流体可以是烃液或水性液体。如本文所使用,“烃液”意指其中液态烃为溶剂或基液的溶液或胶体。如本文所使用,“水性液体”意指其中水为溶剂或基液的溶液或胶体。溶胀流体还可含有溶解化合物或未溶解化合物。对于胶体而言,溶胀流体可以是乳液、浆液或泡沫。
[0035]所述方法包括引起或允许可溶胀材料102溶胀的步骤。所述引起步骤可包括在将研磨转向器100安置于井眼11中的步骤后、和/或在将研磨转向器100固定至套管15的步骤后,将溶胀流体引入井眼11中。随后溶胀流体可与可溶胀材料102接触,这引起可溶胀元件开始溶胀。所述允许步骤可包括允许可溶胀材料102接触溶胀流体,例如储层流体或已存在于井眼中的流体。
[0036]可溶胀材料102的溶胀可被延迟一段所需时间。所需时间可以是将研磨转向器100安置于井眼11中所花费的时间,且还可以是将研磨转向器100固定至套管15所花费的时间。溶胀延迟可通过各种不同方式来实现。例如,可溶胀材料102和/或可溶胀材料的厚度可经过选择,以使得溶胀在所需时间或速率条件下发生;或可溶胀材料可被完全地或部分地涂覆,以使得溶胀流体延迟接触可溶胀材料。涂料可以是化合物,诸如蜡、热塑性材料、糖、盐或聚合物。涂料可以经过选择,以使得涂料溶于井眼流体中或在某个温度条件下熔化。在溶解或熔化后,可溶胀材料的至少一部分可用于与溶胀流体接触。本领域一般技术人员将能够基于井的具体条件来选择延迟溶胀的最佳方法。如本文所使用,术语“井底”意指安置研磨转向器所在的位置。
[0037]根据一个实施方案,可溶胀材料102在可溶胀材料已经溶胀后防止大体上全部流体流经可溶胀材料102。优选地,可溶胀材料102溶胀的量至少足以使可溶胀材料102在井眼11的环空中形成密封。优选地,在与溶胀流体接触后,可溶胀材料102的厚度按体积计溶胀至少5%,优选为至少20%。可溶胀材料102可在顶部和/或底部被轴向地约束,以使可溶胀材料仅沿径向方向扩张。当可溶胀材料溶胀时,其径向地扩张并密封环空。可溶胀材料102被称为防止“大体上全部流体”流经可溶胀材料,为的是有可能有极少且意外量的流体流经可溶胀材料。这些痕量流体可能意外地流经可溶胀材料。然而这样的痕量应不会大得造成溶胀的可溶胀材料无法有效地用作密封。根据一个实施方案,溶胀流体被允许保持与可溶胀材料102接触充足时间,以使可溶胀材料溶胀并扩张至充足尺寸。所述充足尺寸可以是形成密封的尺寸。优选地,密封被维持为了完成石油或天然气操作所必需的时间。密封并防止流体在可溶胀材料周围流动可有助于保护研磨转向器的任何机构免于受损。例如,在形成于研磨转向器上方的侧向井眼的固结期间,如果水泥能够流经可溶胀材料,那么水泥就会沉积并破坏任何机构,或者还会造成无法接近这些机构。
[0038]根据另一个实施方案,可溶胀材料102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,其中所述第一流体位于可溶胀材料102上方,且所述第二流体位于可溶胀材料下方。所述第一密度可高于或低于所述第二密度。当井系统的控制依赖于被维持在井眼的两个或更多个区段中的不同的密封流体时,可使用这个方法。例如,如果在研磨转向器下方的位置需要较低密度的流体,而在研磨转向器上方需要较高密度的流体,那么这两种流体被防止通过可溶胀材料102的流体旁通而混合且发生各自流体的密度变化。由于能够基于处在每个区段中的流体的密度来维持在每个区段中的所需压力,所以防止流体旁通能够允许对井系统进行较大控制。
[0039]根据又一个实施方案,在可溶胀材料溶胀后,可溶胀材料102防止在井眼11中处在可溶胀材料上方的位置的压力损失。例如,如在图2中可见的那样,处在可溶胀材料上方的位置是从井口下行至可溶胀材料的井眼。优选地,可溶胀材料102能够耐受指定压力。如本文所使用的,术语“耐受”和其所有语法变形意指不损失完整性,例如,不损失组件的密封能力。可溶胀材料102能够耐受在约100至约1,500镑力/平方英寸(psi)范围内的压力。按照这种方式,通过防止井眼中在可溶胀材料上方的压力损失,便可实施诸如形成侧向井眼的操作,而不会损失操作位置的流体或压力。根据某些实施方案,所述方法包括维持井眼中在可溶胀材料上方的位置处的压力的步骤。所述维持步骤可包括将流体引入井眼中。
[0040]所述方法还可包括在所述引起或允许步骤后,形成一个或多个侧向井眼Ila的步骤。可利用管柱或测井电缆220,通过井眼11推进研磨钻头210。如在图3中可见的,在遇到研磨转向器100的锥形面101时,研磨钻头210可转向而偏离套管15的中心轴线。按照这种方式,研磨钻头能够开始接合套管15的邻接研磨转向器100的部分。研磨钻头能够开始打碎套管和沉积的水泥13。随着研磨器继续推进,窗口变得更长。推进研磨器直至形成所需窗口为止。研磨转向器100的锥形面101的坡度可变化,且可用于帮助限定窗口的长度。随后可使用研磨钻头或钻头来形成侧向井眼11a。在图4中可见,在形成侧向井眼的步骤后,可将侧向井眼完成。侧向井眼Ila的完成可包括将套管15a引入侧向井眼中,而且还可包括将水泥13a引入位于套管与侧向井眼壁之间的环空中。
[0041]所述方法还可包括在形成一个或多个侧向井眼后,将研磨转向器从井眼移出的步骤。所述移出步骤可包括但不限于对溶胀的可溶胀材料102的一部分进行研磨、或经由套洗(wash-over)操作来接合研磨转向器100上的滑移机构,在套洗操作中使用燃烧鞋(burn-shoe)和洗涤筒总成。优选地,充足量的可溶胀材料102被移出,由此可接近打捞机构103或滑移机构。按照这种方式,打捞工具可被安置成与打捞机构103接合,以移出研磨转向器100。应当理解,研磨转向器100也可以是保留在井眼中的永久转向器。
[0042]所述方法还可包括从地层20生产石油或天然气的步骤。所述生产步骤可在以下步骤中的任何或所有步骤之后实施:引起或允许可溶胀材料溶胀的步骤、维持井眼上的压力的步骤、形成侧向井眼的步骤和将研磨转向器从井眼移出的步骤。所述生产步骤可包括经由生产井生产石油或天然气。
[0043]因此,本发明良好地适于达到所提及的结果和优点以及其中固有的结果和优点。上文公开的特定实
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