專利名稱：用于裸眼井的刺激技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
描述的實(shí)施方式涉及針對(duì)裸眼井的刺激工具和應(yīng)用。特別地，公開了允許在開采區(qū)域定位采油篩管的工具和技術(shù)。更具體地，公開了允許篩管與諸如水的污染物隔離同時(shí)允許刺激目的的連通和循環(huán)的定位方式。這里描述的實(shí)施方式還保護(hù)裸井眼壁并允許多帶
狀形式的這種刺激。
背景技術(shù)：
勘探、鉆探和完成油氣井和其他井通常是復(fù)雜、耗時(shí)和最終非常昂貴的任務(wù)。認(rèn)識(shí)到這些代價(jià)，已經(jīng)將更多的重點(diǎn)放在對(duì)井開采期間的井條件的測(cè)井、分析和監(jiān)控上。隨著最準(zhǔn)確和最新的可用信息，在管理井的開采中可以節(jié)省大量的時(shí)間和金錢。類似地，近些年來，更多的重點(diǎn)已放在其他節(jié)省時(shí)間的措施上，例如利用實(shí)際上盡可能少數(shù)量的物理干預(yù)來進(jìn)行井應(yīng)用。例如，在很多情況下，與將各個(gè)應(yīng)用工具若干次單獨(dú)地部署到井中相反，可以通過工具串到井中的單次部署進(jìn)行一系列相關(guān)應(yīng)用。減少井干預(yù)數(shù)量的一個(gè)這樣的機(jī)會(huì)是在井刺激領(lǐng)域。這里使用的術(shù)語“井刺激(well stimulation) ”意指旨在刺激地層儲(chǔ)層以促進(jìn)和保持對(duì)其的油氣開采的壓裂、碌石充填或者任何數(shù)量的井處理應(yīng)用。例如，在很多情況下，下套管井可能在儲(chǔ)層處具有穿孔開采區(qū)域。也就是說，開口或者穿孔可能穿過套管并延伸到周圍的地層儲(chǔ)層中。但是，為了優(yōu)化從該儲(chǔ)層的油氣開采，可在該區(qū)域執(zhí)行刺激應(yīng)用。實(shí)際上，如下文所述，可以利用適當(dāng)構(gòu)造的工具串到井中的單次起下作業(yè)在該區(qū)域執(zhí)行多個(gè)刺激應(yīng)用過程。這樣，將不同的應(yīng)用工具多次部署到該區(qū)域所需的時(shí)間可以被壓縮為單次“刺激”起下作業(yè)，從而節(jié)省無數(shù)的小時(shí)和資金支出。如所述的，工具串可被構(gòu)造成在下套管井的穿孔區(qū)域附近執(zhí)行多個(gè)相關(guān)的刺激應(yīng)用。例如，同一工具串可配備成在其被單次輸送到穿孔區(qū)域部位時(shí)執(zhí)行壓裂應(yīng)用、接著是礫石充填應(yīng)用和油氣開采。更特別地，壓裂應(yīng)用可以在含有漿的支撐劑從工具串的釋放機(jī)構(gòu)朝著所述的穿孔引導(dǎo)時(shí)施加。這樣，穿孔可被刺激并被撐開。隨后礫石充填漿可從同一釋放機(jī)構(gòu)或者其他地方朝著所述的篩管機(jī)構(gòu)和地層的暴露部分(即穿孔區(qū)域)循環(huán)。這樣，地層可被支撐，且篩管機(jī)構(gòu)可被牢固地固定就位。以此方式，可經(jīng)過占據(jù)篩管機(jī)構(gòu)和穿孔區(qū)域之間的空間的多孔礫石充填進(jìn)行可靠的油氣采收。此外，通過篩管機(jī)構(gòu)的壓裂、礫石充填和開采可通過單次部署工具串全部實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，在某些情形下，工具串甚至可配備射孔器以允許在描述的刺激應(yīng)用前對(duì)地層穿孔。即，甚至穿孔也可以作為單次工具串部署的一部分實(shí)現(xiàn)。
遺憾的是，盡管上述的刺激技術(shù)可成本上經(jīng)濟(jì)地應(yīng)用在下套管井的單次起下作業(yè)上，但這種工具串在輸送到裸眼井時(shí)可能完全無效。不同于下套管井，裸眼井可包括多個(gè)暴露地層，其中一些可能會(huì)妨礙通過篩管機(jī)構(gòu)的有效采收，甚至在開采區(qū)域已經(jīng)采用了壓裂和/或礫石充填的地方。也就是說，如同下文的示例性情況，由于井的裸眼性質(zhì)，開采區(qū)域外側(cè)的地層條件可能對(duì)采收有影響。通常，油氣采收工作針對(duì)的是主要為交替的砂層和頁巖層的油田地層。特別是薄砂層可以是用于穿孔、壓裂和油氣采收的良好對(duì)象。出于同樣的原因，地層的主要頁巖構(gòu)成可允許井保持不被套管，不必過度擔(dān)心其結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性對(duì)接下來的應(yīng)用的影響。因此，省去了為井套管的成本。遺憾的是，即使適當(dāng)定位在薄砂層處的篩管機(jī)構(gòu) 也受到從諸如頁巖層的其他周圍層發(fā)出的水和其他污染物的影響。在存在水污染物的情況下，會(huì)使通過篩管的油氣開采變得無效。另外，由于沒有套管，礫石漿或其他處理物質(zhì)會(huì)對(duì)裸眼井的周圍井眼壁產(chǎn)生實(shí)質(zhì)的、負(fù)面的作用。因此，實(shí)際上，并不通過用在裸眼井的單次起下作業(yè)的單個(gè)工具串的使用來進(jìn)行壓裂、礫石充填和隨后的油氣采收。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種用于裸眼井的刺激技術(shù)。該刺激技術(shù)利用包括被定位成隔離裸眼井的希望區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)隔離裝置的系統(tǒng)。至少一個(gè)釋放機(jī)構(gòu)用來提供刺激物質(zhì)到裸眼井的希望井眼區(qū)域的受控釋放。另外，保護(hù)機(jī)構(gòu)與每個(gè)釋放機(jī)構(gòu)相互配合以防止例如礫石漿的刺激物質(zhì)和裸眼井的周圍井眼壁之間的不希望接觸。保護(hù)機(jī)構(gòu)還可用來保護(hù)裸眼井不受不希望的脫砂壓力。在很多應(yīng)用中，可在裸眼井的單次井下起下作業(yè)中部署整個(gè)系統(tǒng)和執(zhí)行刺激技術(shù)。


圖I是裸眼刺激系統(tǒng)的一種實(shí)施方式的側(cè)視圖；圖2是從圖I的2-2取得的系統(tǒng)的井下組件的放大圖，其在刺激應(yīng)用過程中定位在開采區(qū)域；圖3是從圖2的3-3取得的井下組件的隔離封隔器的放大圖，揭示了在刺激期間用于循環(huán)的分流管；圖4是具有容納圖I的刺激系統(tǒng)的裸眼井的油田的概圖；圖5是與圖2相比的系統(tǒng)的組件的一種替代實(shí)施方式的圖示；圖6是概括在井中采用裸眼刺激系統(tǒng)的一種實(shí)施方式的流程圖。
具體實(shí)施例方式參照在裸眼井中采用的特定刺激工具和技術(shù)來描述實(shí)施方式。例如，這里的實(shí)施方式集中在礫石充填應(yīng)用。然而，多種刺激應(yīng)用可受益于這里詳細(xì)公開的裸眼刺激系統(tǒng)的實(shí)施方式。例如，所述技術(shù)可采用在壓裂應(yīng)用和非礫石充填處理中。井處理技術(shù)的例子包括無篩管技術(shù)，例如樹脂固結(jié)技術(shù)、樹脂涂覆礫石技術(shù)、利用固結(jié)物質(zhì)的壓裂技術(shù)以及其他刺激技術(shù)。各種刺激/處理技術(shù)或者不同技術(shù)的組合可在同一井下起下作業(yè)中采用。然而，這里詳細(xì)描述的刺激系統(tǒng)的實(shí)施方式可特別構(gòu)造用于裸眼井，甚至在很多環(huán)境下可以多帶狀形式采用。現(xiàn)在參照?qǐng)D1，顯示了一種裸眼刺激系統(tǒng)100的一種實(shí)施方式的側(cè)視圖。還參照?qǐng)D4，系統(tǒng)100被構(gòu)造有多個(gè)刺激組件125、175，用以在井280內(nèi)的不同位置處執(zhí)行多個(gè)刺激應(yīng)用，如下文詳細(xì)所述。盡管在圖I和圖4中繪出了兩個(gè)組件125、175，但根據(jù)例如待通過系統(tǒng)100穿過的開采區(qū)域225、425的數(shù)量，可以將任何實(shí)際數(shù)量的組件結(jié)合到同一系統(tǒng)100 中。系統(tǒng)100的每個(gè)刺激組件125、175在井口或者采油篩管124、174上方配備漿釋放機(jī)構(gòu)120、170。每個(gè)篩管124、174的直徑可在約4英寸至約8英寸的范圍，根據(jù)附屬開采區(qū)域225、425的尺寸，長(zhǎng)度可達(dá)幾英尺或更多(見圖4)。另外，由于系統(tǒng)的裸眼性質(zhì)，隔離
封隔器122、172設(shè)置在釋放機(jī)構(gòu)120、170和篩管124、174之間。以此方式，井280的井下區(qū)域382可與井口區(qū)域381隔離，如圖3所示。這樣，給定的篩管174和開采區(qū)域225可與諸如水的易于從裸眼井280的相鄰地層290發(fā)出的污染物隔離，如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的(見圖2)。不同于常規(guī)的刺激系統(tǒng)，圖I的系統(tǒng)100被構(gòu)造用于如所述那樣定位在裸眼井280中。因此，設(shè)置隔離封隔器122、172以及大量固定封隔器110、111、112、113、114，這些封隔器具有充分的膨脹可變性以有效使用在裸眼井中。這些封隔器(122、172和110-114)可以是機(jī)械的、液壓的或者是例如可膨脹彈性體的可膨脹物質(zhì)，并且直徑根據(jù)井的尺寸在約5英寸至約15英寸的范圍。繼續(xù)參照?qǐng)DI和圖4，每個(gè)組件125、175可以與間隔管150分離。管150可以是標(biāo)準(zhǔn)的2-5英寸直徑的采油管，并且具有基于如上所述的相鄰開采區(qū)域225、425之間的距離合適設(shè)定的長(zhǎng)度。例如，根據(jù)井280的結(jié)構(gòu)，管150的長(zhǎng)度可以在10英尺到幾百英尺的任何范圍。系統(tǒng)100還配備有另外的工具，例如固結(jié)工具115、下沖管鞋190和其他工具。在所示的實(shí)施方式中，諸如球落接頭的測(cè)壓執(zhí)行器可結(jié)合在下沖管鞋190上方。另外，鞋190本身可設(shè)置成促進(jìn)系統(tǒng)100的井下安裝，如圖4所示。例如，鞋190可用來循環(huán)系統(tǒng)100下面的諸如膨脹流體或者濾餅破碎流體的流體，作為將系統(tǒng)100定位井下的幫助。上面描述的工具可各自選擇性且單獨(dú)地致動(dòng)。例如，滑動(dòng)套筒可構(gòu)建到固結(jié)工具115以及每個(gè)采油篩管124、174中。類似地，內(nèi)部移動(dòng)裝置可用來單獨(dú)地引導(dǎo)每個(gè)漿釋放機(jī)構(gòu)120、170。因此，在應(yīng)用意義上，系統(tǒng)100能夠針對(duì)多個(gè)井帶的每個(gè)單獨(dú)井帶進(jìn)行控制。也就是說，不論執(zhí)行例如充填或樹脂固結(jié)的刺激技術(shù)，還是從特定開采區(qū)域225、425采油(見圖4)，每個(gè)這種位置可以單獨(dú)控制，例如根據(jù)需要保持其他位置隔離和/或封堵。因此，在到井280中的單次井下部署期間，可以在不同井帶采用不同的刺激技術(shù)。例如，一個(gè)井帶可以被礫石充填，同時(shí)另一個(gè)井帶通過樹脂固結(jié)注入技術(shù)進(jìn)行處理?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2，顯示了從圖I的2-2取得的系統(tǒng)100的井下組件175的放大圖。在該圖中，在刺激應(yīng)用過程中，組件175在裸眼井280內(nèi)定位在開采區(qū)域225處。更特別地，組件175被顯示為針對(duì)采油篩管174和區(qū)域225應(yīng)用礫石充填。組件175通過如上所述的固定封隔器113、114固定在井280的壁285處。另外，設(shè)置隔離封隔器172，其在區(qū)域225處隔離采油篩管174。例如，在所示的實(shí)施方式中，開采區(qū)域225可定位在與另一頁巖地層290相鄰的特定砂基地層295處。由于與區(qū)域225相鄰的封隔器114、172的存在，篩管174可在砂基地層295處基本隔離。也就是說，篩管174可基本切斷與頁巖層290的連通。這種隔離可用來減少篩管174與來自開采區(qū)域225外側(cè)的諸如水的污染物接觸的可能性。例如，常常在相鄰的頁巖層290發(fā)現(xiàn)水。然而，如指出的，由于區(qū)域225處采用的隔離方式，可基本克服保護(hù)套管在開采區(qū)域225外側(cè)的井壁285處的缺失。繼續(xù)參照?qǐng)D2，另外參照?qǐng)D3 (所述的隔離封隔器172的放大圖)，采油篩管174在井下區(qū)域382處基本隔離在固定封隔器114和隔離封隔器172之間。然而，漿釋放機(jī)構(gòu)170位于隔離封隔器172上方的井口區(qū)域381處。例如圖3所示的分流管的保護(hù)機(jī)構(gòu)300可利用內(nèi)部移動(dòng)工具選擇性地致動(dòng)，從而允許井口區(qū)域381和井下區(qū)域382之間暫時(shí)連通。隔離封隔器172圍繞分流管向外延伸。這樣，礫石充填應(yīng)用(或者其他刺激應(yīng)用)可有效地進(jìn)行，其中礫石漿200從漿釋放機(jī)構(gòu)170的端口 270朝著篩管174驅(qū)動(dòng)。分流管300容納
漿200流，允許其到達(dá)篩管174的位置。接下來如圖4描述地完成充填應(yīng)用，可利用所述的內(nèi)部移動(dòng)工具封堵分流管300的閥。實(shí)際上，被移動(dòng)工具控制的這種打開和關(guān)閉可以如下文進(jìn)一步描述地從油田400的表面致動(dòng)。例如分流管的保護(hù)機(jī)構(gòu)300還幫助限制例如離開交叉端口 270的流體的刺激物質(zhì)在到達(dá)篩管174周圍的區(qū)域之前與裸井眼壁不當(dāng)接觸。保護(hù)機(jī)構(gòu)300還限制作用在井的裸眼部分上的脫砂壓力的影響。保護(hù)機(jī)構(gòu)300的例子包括經(jīng)分流管封隔器布置的分流管、可膨脹封隔器中的分流管或者下文參照?qǐng)D5更詳細(xì)地討論的護(hù)罩。如圖2所示，來自先前壓裂應(yīng)用的支撐劑250可能存在于開采區(qū)域225的穿孔處。因此，可向穿孔設(shè)置結(jié)構(gòu)支撐。然而，如圖所示，可采用礫石充填形式的進(jìn)一步刺激來幫助豎直地和徑向地加強(qiáng)區(qū)域225。因此，例如上述的礫石漿200可被引導(dǎo)到篩管174和砂層295之間的位置。漿200可包括礫石275和惰性流體201的組合。如圖所示，礫石充填應(yīng)用可用來將礫石275從漿200輸送到篩管174和地層之間的區(qū)域。同時(shí)，篩管174可機(jī)械地構(gòu)造成允許惰性流體201具有穿過其的返回路徑。因此礫石275可被有效地濾出漿200并充填在所示區(qū)域中，由此幫助加強(qiáng)地層295并將篩管174固定就位。在圖2所示的實(shí)施方式中，固定封隔器113、114用在頁巖層113的界面和砂層295的下部處。然而，定位限定組件175的總體邊界的這些封隔器113、114可以是各種設(shè)計(jì)選擇的事。例如，這種定位可取決于結(jié)構(gòu)構(gòu)成、滲透性以及與開采區(qū)域相鄰的層的其他性質(zhì)。在這方面，固定封隔器113、114在兩個(gè)這種層都基本是不滲透的實(shí)施方式可以都位于相鄰的層中，由此確保整個(gè)組件175的隔離?，F(xiàn)在參照?qǐng)D4，描繪了定位上述的裸眼井280的油田400的概圖。實(shí)際上，井280被描繪成容納圖I的刺激系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括用于在多個(gè)開采區(qū)域225、425執(zhí)行多個(gè)刺激應(yīng)用的多個(gè)刺激組件125、175。如圖所示，應(yīng)用為礫石充填。然而，可通過系統(tǒng)100在區(qū)域225、425處采用其他類型的刺激應(yīng)用。一些其他類型的刺激包括無篩管刺激技術(shù)，例如樹脂固結(jié)技術(shù)、樹脂涂覆礫石刺激技術(shù)、利用固結(jié)物質(zhì)的壓裂技術(shù)以及各種技術(shù)的組合。各種刺激/處理技術(shù)或者不同技術(shù)的組合可在同一井下起下作業(yè)中采用。另外，根據(jù)總體應(yīng)用參數(shù)以及用于各個(gè)區(qū)域225、425的那些參數(shù)，可以同時(shí)或者連續(xù)地執(zhí)行刺激應(yīng)用。此夕卜，注意到每個(gè)隔離的組件125、175設(shè)有其自己的釋放機(jī)構(gòu)120、170，例如以允許每種刺激應(yīng)用各自適當(dāng)?shù)匚挥诟鱾€(gè)位置。例如，可在單次井下起下作業(yè)過程中在一個(gè)位置執(zhí)行礫石充填刺激應(yīng)用，在另一個(gè)位置執(zhí)行非礫石充填刺激應(yīng)用。繼續(xù)參照?qǐng)D4，系統(tǒng)100被顯示為通過諸如盤管的運(yùn)輸工具410部署在井280中。盤管410通過常規(guī)的盤管卡車435和卷筒437定位在井場(chǎng)處。在所示的實(shí)施方式中，盤管410從卷筒437延伸到由活動(dòng)鉆機(jī)445支撐的標(biāo)準(zhǔn)鵝頸注入器465。這樣，盤管可被強(qiáng)制前進(jìn)經(jīng)過壓力控制設(shè)備465，其通常被稱為“圣誕樹”。這種部署可通過卡車435處的經(jīng)卷筒437處的輪軸聯(lián)接到盤管410的控制單元415控制。盤管的使用使得刺激技術(shù)更加有效，因?yàn)楸P管在最初的鉆機(jī)從井眼移走后有助于單次起下作業(yè)刺激應(yīng)用。這種方法減少了否則會(huì)需要的裝配時(shí)間并簡(jiǎn)化了總體刺激程序。上述的控制單元415還可用來控制井下系統(tǒng)100根據(jù)特定采油策略經(jīng)過特定地層(即490)以及適當(dāng)?shù)卮┻^其他井下地層495、497、290、295的定位。因此，在所示的實(shí)施方
式中，刺激組件125、175定位成采油篩管124、174鄰近特定地層497、295的開采區(qū)域425、225。因此，裸眼封隔器111-113可以例如如地面控制單元415控制的那樣設(shè)定。實(shí)際上，盡管裸眼井280的直徑具有固有可變性，但一旦設(shè)定，裸眼封隔器111-113允許系統(tǒng)100在描述的位置充分地保留和穩(wěn)定。隔離封隔器122、172也可設(shè)置成如上面詳細(xì)描述地基本隔離篩管124、174。因此，即使在開采地層497、295是由相鄰的易污染層495、290包圍的相對(duì)薄的砂層的情況下，篩管124、174也受到保護(hù)。例如，會(huì)保持篩管124、174不暴露于來自相鄰頁巖層495、290的水。同樣，隔離封隔器122、172的設(shè)定也可由地面處的控制單元415控制。一旦定位并且如上所述適當(dāng)?shù)馗綦x，就可以進(jìn)行刺激應(yīng)用。例如，在所示的實(shí)施方式中，已經(jīng)如上所述完成礫石充填應(yīng)用。如圖4所示，礫石275在篩管124、174和所述的開采區(qū)域425、255之間提供支撐性界面。內(nèi)部滑動(dòng)套筒可由地面控制單元415控制以允許包括礫石275的漿如圖所示從礫石釋放機(jī)構(gòu)120、170沉積。完成了礫石充填，系統(tǒng)100可準(zhǔn)備用于油氣開采。因此，盡管系統(tǒng)100的間隔管150可以是常規(guī)的采油管，但希望的是通過推進(jìn)聯(lián)接管或者另外的采油管以使系統(tǒng)100接合在井280中來替換盤管410。在一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)100可以被推進(jìn)到如一開始的聯(lián)接管所示的位置。在另一些實(shí)施方式中，井280的結(jié)構(gòu)可以被套管到一定深度，裸眼刺激系統(tǒng)100從這里懸置。也即，系統(tǒng)100可被特別構(gòu)造以解決存在的超出套管井限制的狹窄采收設(shè)定問題?，F(xiàn)在參照?qǐng)D5，示出了特別是與圖2和圖3的情況相比的刺激組件500的一種替代實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，與圖3所示的分流管不同，漿釋放機(jī)構(gòu)170和采油篩管174的位置之間的連通通過護(hù)罩500形式的保護(hù)機(jī)構(gòu)300來實(shí)現(xiàn)。如圖5所示，護(hù)罩500設(shè)置在相鄰的固定封隔器113、114之間，隔離封隔器572圍繞護(hù)罩500定位并從護(hù)罩500向外延伸，以能夠與裸眼井眼的周圍井眼壁接合。因此，代替分流管300，釋放機(jī)構(gòu)170和篩管174之間的所述連通通過護(hù)罩500的前面實(shí)現(xiàn)。護(hù)罩500還保護(hù)周圍裸眼井眼壁不受例如礫石充填漿和其他流體的刺激物質(zhì)的影響。例如，護(hù)罩500幫助限制例如離開交叉端口 270的流體的刺激物質(zhì)在到達(dá)篩管174周圍的區(qū)域前與裸眼井眼壁不當(dāng)接觸。護(hù)罩500還限制作用在井的裸眼部分上的脫砂壓力的影響。
在圖5所示的實(shí)施方式中，護(hù)罩500的實(shí)體部分550位于隔離封隔器572上方。實(shí)體部分550是實(shí)體圓筒構(gòu)造并密封在漿釋放機(jī)構(gòu)170的端口 270上方的位置。在所示的實(shí)施方式中，實(shí)體部分550向下延伸經(jīng)過篩管174的上端。因此，防止了篩管174和封隔器572上方的裸眼井280部分之間的連通。如同之前的實(shí)施方式，這種連通可以避免篩管174暴露于來自開采區(qū)域225外的例如水的污染物的方式來防止。在一些實(shí)施方式中，護(hù)罩500的穿孔部分525存在于隔離封隔器572下方。因此，如下文描述的，可以允許流出護(hù)罩500底部或者流經(jīng)穿孔527的流動(dòng)。如同之前的實(shí)施方式，可以進(jìn)行諸如礫石充填的刺激應(yīng)用，將礫石漿200從漿釋放機(jī)構(gòu)朝著采油篩管174引導(dǎo)。如所述的，漿200可在護(hù)罩500下方或者穿過其穿孔527沉積礫石275。如上面指出的，應(yīng)用可繼續(xù)，直到 篩管174和護(hù)罩500以及地層295本身充分穩(wěn)定。此外，護(hù)罩500的結(jié)構(gòu)支撐可為開采區(qū)域225提供很大的徑向加強(qiáng)。因此，在地層295易于崩潰和/或礫石充填變得脫水或者以其他方式變得不完善的情況下，護(hù)罩500可防止地層塌陷在篩管174上。這樣，一旦如上所述通過移動(dòng)工具啟動(dòng)，就能保持經(jīng)篩管174進(jìn)行采油。應(yīng)當(dāng)注意，利用采用護(hù)罩500或者采用其他合適的保護(hù)機(jī)構(gòu)300的組件，可以在井的選擇區(qū)域進(jìn)行非礫石充填刺激應(yīng)用和其他類型的刺激應(yīng)用。圖6是概括在井中采用裸眼刺激系統(tǒng)的實(shí)施方式的流程圖。如615所示，系統(tǒng)可最初定位井下。這可以通過盤管來實(shí)現(xiàn)，但在一些應(yīng)用中可以使用聯(lián)接管或者其他合適的裝置。一旦被適當(dāng)?shù)囟ㄎ唬扇?30所示在給定的開采區(qū)域隔離篩管。此外，如645所示，這可包括在多個(gè)區(qū)域隔離多個(gè)篩管。一旦適當(dāng)?shù)馗綦x，可如660所示使刺激漿循環(huán)穿過隔離封隔器。如這里描述的，這可通過流經(jīng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，例如流經(jīng)分流管或流經(jīng)護(hù)罩的區(qū)間來實(shí)現(xiàn)。在護(hù)罩的情況下，還可以實(shí)現(xiàn)另外支撐地層的好處。此外，如675和690所示，當(dāng)利用系統(tǒng)進(jìn)行多種刺激隔離時(shí)，根據(jù)操作參數(shù)可同時(shí)或者連續(xù)進(jìn)行這些刺激隔離。上述的實(shí)施方式提供針對(duì)裸眼油氣井的刺激系統(tǒng)和技術(shù)。這些實(shí)施方式可特別好地適用在具有砂和頁巖的居間層的油田地層。這些實(shí)施方式允許繞過遍及井的整個(gè)井套管，這意味著在完成操作方面巨大的成本節(jié)省。此外，盡管該系統(tǒng)具有裸眼性質(zhì)，但可在沒有采油管篩暴露于水或其他污染物的過度風(fēng)險(xiǎn)下實(shí)現(xiàn)這種成本節(jié)省。另外，該系統(tǒng)可構(gòu)造用于多個(gè)管篩的多帶布置，每個(gè)管篩具有其自己專用的漿傳輸機(jī)構(gòu)。因此，可在多個(gè)井下開采區(qū)域同時(shí)或順序地進(jìn)行多種刺激。這里描述的實(shí)施方式所屬的領(lǐng)域和技術(shù)的普通技術(shù)人員將明白，在不有意圖地脫離這些實(shí)施方式的原理和范圍的情況下，可以對(duì)描述的結(jié)構(gòu)和操作方法實(shí)踐各種替代和改變。例如，這里的實(shí)施方式詳細(xì)說明了礫石充填形式的刺激。但是，其他刺激應(yīng)用可利用這里詳細(xì)描述的裸眼刺激系統(tǒng)的實(shí)施方式來執(zhí)行。實(shí)際上，壓裂、固結(jié)應(yīng)用可利用這里公開的實(shí)施方式。此外，前面的描述不應(yīng)被解讀為僅涉及描述的和附圖中所示的精確結(jié)構(gòu)，而是應(yīng)當(dāng)被解讀為與具有最全面和最公平范圍的權(quán)利要求一致并支持權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種用于刺激井的系統(tǒng)，包括 釋放機(jī)構(gòu)，其包括至少一個(gè)端口，井刺激物質(zhì)經(jīng)過所述端口引導(dǎo)到裸眼井眼中； 篩管，其被定位成促進(jìn)油氣流體的采收；以及 保護(hù)機(jī)構(gòu)，其延伸經(jīng)過所述至少一個(gè)端口和所述篩管之間的距離的至少一部分，所述保護(hù)機(jī)構(gòu)將所述井刺激物質(zhì)引導(dǎo)到圍繞所述篩管的區(qū)域，同時(shí)在所述井刺激物質(zhì)從所述至少一個(gè)端口行進(jìn)到圍繞所述篩管的所述區(qū)域時(shí)限制所述井刺激物質(zhì)和周圍裸眼井眼壁之間的接觸。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述保護(hù)機(jī)構(gòu)限制否則會(huì)作用在所述裸眼井眼壁上的脫砂壓力。
3.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述保護(hù)機(jī)構(gòu)包括護(hù)罩，所述護(hù)罩具有包圍所述至少一個(gè)端口并延伸到與所述篩管的第一端重疊的位置的實(shí)體部分。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述護(hù)罩還包括從所述實(shí)體部分沿著所述篩管的外部延伸的穿孔部分。
5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，還包括圍繞所述護(hù)罩定位以與周圍裸眼井眼壁接合從而隔離所述裸眼井眼的兩個(gè)區(qū)域的封隔器。
6.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述保護(hù)機(jī)構(gòu)包括延伸經(jīng)過封隔器的分流管。
7.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，還包括定位在所述裸眼井眼的另一區(qū)域中以刺激另一井區(qū)域的第二釋放機(jī)構(gòu)、第二篩管以及第二保護(hù)機(jī)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述釋放機(jī)構(gòu)是能夠?qū)@篩管的區(qū)域進(jìn)行礫石充填的漿釋放機(jī)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述釋放機(jī)構(gòu)和第二釋放機(jī)構(gòu)用來在到裸眼井眼中的單次井下起下作業(yè)過程中向不同井區(qū)域施加不同類型的井刺激。
10.一種用于刺激井的方法，包括 將多個(gè)刺激組件向井下輸送到井眼的裸眼部分； 借助所述多個(gè)刺激組件通過在所述裸眼部分執(zhí)行不同類型的井刺激應(yīng)用來處理所述井的不同區(qū)域；以及 在所述多個(gè)刺激組件的每個(gè)刺激組件中使用保護(hù)機(jī)構(gòu)來在井刺激應(yīng)用期間保護(hù)裸眼部分的周圍井眼壁不與井刺激物質(zhì)不希望的接觸。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述處理包括在井的一個(gè)區(qū)域執(zhí)行礫石充填處 理，在井的另一區(qū)域執(zhí)行非礫石充填處理。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述處理包括在井的一個(gè)區(qū)域執(zhí)行樹脂固結(jié)處理，在井的另一區(qū)域執(zhí)行非樹脂固結(jié)處理。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述輸送包括在單次井下起下作業(yè)中輸送多個(gè)刺激組件以處理井的不同區(qū)域。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述使用包括使用定位成從井刺激物質(zhì)釋放機(jī)構(gòu)延伸到開采流體采收篩管的護(hù)罩。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述使用包括使用護(hù)罩，所述護(hù)罩具有從刺激物質(zhì)釋放機(jī)構(gòu)向下延伸到開采流體采收篩管的實(shí)體部分和圍繞開采流體采收篩管定位的穿孔部分。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述使用還包括圍繞所述護(hù)罩定位封隔器以分離裸眼部分的區(qū)域。
17.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述使用包括采用經(jīng)過封隔器以在井刺激物質(zhì)釋放機(jī)構(gòu)和開采流體采收篩管之間延伸的分流管。
18.一種用于刺激井的系統(tǒng)，包括 通過運(yùn)輸工具井下部署在裸眼井眼中的井刺激組件，所述井刺激組件包括刺激物質(zhì)釋放機(jī)構(gòu)、篩管和從所述刺激物質(zhì)釋放機(jī)構(gòu)延伸到篩管的護(hù)罩，所述護(hù)罩被定位成在刺激物質(zhì)從刺激物質(zhì)釋放機(jī)構(gòu)行進(jìn)到圍繞篩管的區(qū)域時(shí)限制刺激物質(zhì)和裸眼井眼的井眼壁之間的接觸。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述護(hù)罩被定位成保護(hù)裸眼井眼壁的周圍井眼壁不受到脫砂壓力。
20.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述護(hù)罩包括從刺激物質(zhì)釋放機(jī)構(gòu)的出口至少延伸到篩管的最靠近刺激物質(zhì)釋放機(jī)構(gòu)的一端的實(shí)體部分。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，所述護(hù)罩還包括圍繞篩管設(shè)置的穿孔部分。
22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述井刺激組件還包括定位在護(hù)罩外部和裸眼井眼的周圍井眼壁之間的封隔器。
23.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述運(yùn)輸工具是盤管。
全文摘要
提供一種用于裸眼井的刺激技術(shù)。該刺激技術(shù)利用包括被定位成隔離裸眼井的希望區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)隔離裝置的系統(tǒng)。至少一個(gè)釋放機(jī)構(gòu)用來提供刺激物質(zhì)到裸眼井的希望井眼區(qū)域的受控釋放。另外，保護(hù)機(jī)構(gòu)與每個(gè)釋放機(jī)構(gòu)相互配合以防止刺激物質(zhì)和裸眼井的周圍井眼壁之間的不希望接觸。在很多應(yīng)用中，整個(gè)系統(tǒng)在井中的單次井下起下作業(yè)過程中部署和操作。
文檔編號(hào)E21B43/14GK102803647SQ201080026817
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者R·G·西曼卡斯, B·施塔姆, G·沃森, T·桑德斯 申請(qǐng)人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司