專利名稱：通過貫穿疊置的含油和/或氣的地層的井來生產油和/或氣的方法和組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于通過貫穿疊置的含油和/或氣的地層結構的 井來生產油和/或氣的方法和組件，該地層結構由具有低滲透性的一個 或多個密封地層分隔開。
背景技術：
如果要經由貫穿多個疊置的含油和/或氣的地層結構(通常被稱為 疊置儲層)的單個井來生產油和/或氣，則對這些儲層射孔眼以及隨后 在該井內安裝濾砂器和生產設備的操作可能是一種耗時的操作。疊置 儲層的孔隙空間中流體的流體壓力可能是不同的，這可能引起流體經 由井從一個儲層流向另一個儲層，這可能導致不可控流量的流體從高 壓儲層流向低壓儲層以及在仍未完成的井眼內產生砂層沖蝕和/或沉 積。
通常，在安裝濾砂器和封隔器之前，利用如美國專利6,404,139 中所述的射孔槍組件向含油和/或氣的地層結構、環繞井眼的井套管和 /或井襯管射孔眼，以防止損壞這些易碎設備。
從美國專利申請US2003/0230406中可知，將射孔槍設置在置于濾 砂器和生產管之間的環形空間中的條段上，以使得射孔槍沿切向方向 向管射孔眼。該已知的射孔眼方法具有損壞濾砂器的顯著風險，并且 僅向環繞管的地層射有限深度的孔眼。
本發明的一個目的是提供一種通過貫穿疊置的含油和/或氣的地 層的井來生產油和/或氣的方法和組件，其中，可以按快速和高效的方 式向環繞的地層、井套管和/或襯管射孔眼，以使得在射孔眼之后，可 阻止不同含油和/或氣的地層之間的流體流動
發明內容
根據本發明，提供了一種通過貫穿疊置的含油和/或氣的地層的井
來生產油和/或氣的方法，該方法包括
在井路徑貫穿所述疊置的含油和/或氣的地層之處沿著井的長度 確定位置；
將多個可膨脹的封隔器和集成射孔槍與濾砂器組件安裝在生產管 上，以使得當生產管被安裝在井內時，每一個集成射孔槍與濾砂器組 件被定位在含油和/或氣的地層附近，并且至少一個可膨脹的封隔器被 定位在每一對相鄰的含油和/或氣的地層之間；
在每一個濾砂器組件附近為生產管提供至少一個流入開口； 在所述井內安裝生產管，以使得每一個集成射孔槍與濾砂器組件 被定位在含油和/或氣的地層附近，并且至少一個可膨脹的封隔器被定 位在每一對相鄰的含油和/或氣的地層之間；
使每一個可膨脹的封隔器膨脹并且在管的外表面和井眼或井眼套 管的內表面之間提供環形密封；
發射射孔槍組件，以使得每一個射孔槍組件向井眼套管和/或環繞 的含油和/或氣的地層射孔眼；以及
使油和/或氣從每一個含油和/或氣的地層經由所述孔眼流經濾砂 器組件和流入開口而流入生產管內部來生產油和/或氣，以及
其中，至少一個濾砂器組件基本上為管形并且被至少一個射孔槍 穿透，所述至少一個射孔槍包括射孔彈，該射孔彈設置在具有固定 到生產管上的底部的杯狀槍護罩內；管形側壁，該管形側壁延伸穿過 管形濾砂器組件中的開口；和點火嘴，該點火嘴設置在管形濾砂器的 外表面和井或井套管或井襯管的內壁之間的環形空間中。
優選地，至少一個可膨脹的封隔器是包括可在井眼內逐漸膨脹的 材料的膨脹性封隔器，比如在封隔器插入到井內之后的幾天內膨脹的 吸水膨脹性材料。
如果疊置的含油和/或氣的地層的孔隙內的流體壓力彼此不同，則 優選生產管中的至少一個流入開口設有可調節的流入控制閥，以避免 油和/或氣從一層流入另一層。至少一個濾砂器組件可被多個射孔槍穿透，該射孔槍可在周向和/ 或軸向間隔開的位置處穿透管形濾砂器組件。
本發明還提供了一種通過貫穿疊置的含油和/或氣的地層的井來
生產油和/或氣的組件，該組件包括
多個可膨脹的封隔器和集成射孔槍與濾砂器組件，所述多個可膨 脹的封隔器和集成射孔槍與濾砂器組件安裝在生產管上以使得當生產 管被安裝到井內時，每一個集成射孔槍與濾砂器組件被定位在含油和/ 或氣的地層附近，并且至少一個可膨脹的封隔器被定位在一對相鄰的 含油和/或氣的地層之間；和
至少一個流入開口 ，該流入開口設置在與每一個濾砂器組件相鄰 的生產管的壁中；
其中，至少一個濾砂器組件基本上為管形、設置在生產管周圍、 并且被至少一個射孔槍穿透，該射孔槍包括射孔彈，該射孔彈設置 在具有固定到生產管上的底部的杯狀槍護罩內；管形側壁，該管形側 壁延伸穿過管形濾砂器組件中的開口；和點火嘴，該點火嘴設置在管 形濾砂器的外表面和井或井套管或井襯管的內壁之間的環形空間中。
參照附圖，在所附的權利要求書、摘要以及下述的對優選實施例 的詳細描述中描述了根據本發明的方法和組件的這些及其它特征、實 施例和優點。
圖1是根據本發明的具有三個集成射孔槍與濾砂器組件的井的示 意性縱截面圖，其中每一個集成射孔槍與濾砂器組件設置在井所貫穿 的三個疊置的含油和/或氣地層中的一個地層的附近；
圖2是圖1所示的最上部的集成射孔槍與濾砂器組件的示意性剖 開的橫截面圖，其包括在周向間隔開的位置處穿透濾砂器的兩個射孔 槍組件；以及
圖3是圖1所示的最下部的集成射孔槍與濾砂器組件的示意性橫 截面圖，其包括穿透濾砂器的單個射孔槍組件。
具體實施方式
圖l描述了貫穿三個疊置的含油和/或氣的地層2、 3和4的井1， 所述三個地層通過密封層5、 6、 7和8彼此分隔并且與其它地層分隔。
井1配備有三個根據本發明的集成射孔槍與濾砂器組件9、 10和 11。該組件9、 10和11安裝在懸掛于井套管13內的生產管12上。一 組六個可膨脹性封隔器14安裝在生產管12的外表面上，以使得可膨 脹性封隔器14定位在密封層5-8附近，從而形成了三個環形空間15、 16和17，其中每一個環形空間容納集成射孔槍與濾砂器9、 lO和ll 中的一個，并且該三個環形空間彼此密封并與井套管13和生產管12 之間的其它環形區域密封。
在將生產管12下放到井1中之后，該生產管12被懸置在固定高 度處幾天時間，以允許封隔器14通過從井眼吸收水而膨脹起來。 一旦 封隔器14在生產管12和井套管13之間的環形空間中提供了封住流體 的密封，則發射射孔槍20A-D，以使得井套管13被射孔并且環繞的地 層裂開，從而使得在含油和/或氣的地層2、 3和4中形成裂開的空腔 21A-D。
生產管配有三個流入控制閥22A-C，它們在射孔槍20A-D發射后 被打開，以使得允許油和/或氣從含油和/或氣的地層2、 3和4經由裂 開的空腔21A-D流入環形空間15、 16和17,并且通過濾妙、器23A-C 中的開口和打開的流入控制閥22A-C流入生產管12。
隨后，流入控制閥22A-C被調節以從每一個含油和/或氣的地層2、 3和4接收基本上相等流量的油和/或氣。
圖2是上部的集成射孔槍與濾砂器組件9的示意性橫截面圖。該 組件9包括兩個在周向間隔開的射孔槍20A和20D，其中每一個射孔 槍包括設置于杯狀槍護罩26A、 26D內的射孔彈25A、 25D,該護 罩的底部固定到生產管12上；管形側壁，該管形側壁延伸穿過管形濾 砂器23A的開口；和點火嘴27A、 27D，該點火嘴設置在管形濾砂器 23A的外表面和井套管13的內壁之間的基本上環形的空間17中。一 束測量和/或控制線23設置在固定至生產管12的外表面的扁平包裝件 內。控制線23連接至射孔彈25A-D的點火機構、流入控制閥22A-C，以及連接至傳感器(未示出)，用于監測井1的流入區域中的溫度、 壓力、地震波和/或其它物理參數。
圖3描述了圖1中位于最下部的集成射孔槍與濾砂器組件11。該 組件11包括單個射孔槍20C，該單個射孔槍包括聚能射孔彈25C, 該聚能射孔彈設置在帶有固定至生產管12的底部的杯狀槍護罩26C 內；管形側壁，該管形側壁延伸穿過管形濾砂器23C的開口；和點火 嘴27C，該點火嘴設置在管形濾砂器23C的外表面和井套管13的內 壁之間的基本上環形的空間15中。 一束測量和/或控制線23固定至生 產管12的外表面，并且隔板片29設置在生產管12和管形濾砂器23C 之間以將生產管12保持在管形濾砂器23C內基本上同心的位置處。
為了說明聚能射孔彈25A、 25C和25D的設計，圖2和3示出了 它們在爆炸之前的狀態，圖2和3還示出了在射孔彈爆炸之后形成的 裂開空腔21A、 21C和21D的形狀。
可以理解的是，根據本發明的方法和集成射孔槍組件便于以快速
方式將多個濾砂器組件安裝在疊置的含油和/或氣的地層中，以使得該 組件和射孔槍以單次作業行程安裝，從而使得安裝時間可減至最少。 而且，由于在向井套管13和環繞的地層2、3和4射孔眼21A-D之前， 在不同的含油和/或氣的地層2、 3和4之間設置膨脹封隔器14，就避 免地層流體流入到井1內以及可選地經由井流向其中的流體壓力低于 其它地層中的壓力的帶孔隙地層，以使得在安裝濾砂器23A-C之前減 少流體流動和可能的砂石流動、沖蝕以及沉積。可以理解的是，濾砂 器還可阻止除了砂之外的其它粒狀材料流入生產管12，例如粘土，淤 泥以及巖石顆粒。
權利要求
1、一種通過貫穿疊置的含油和/或氣的地層的井來生產油和/或氣的方法，該方法包括在井路徑貫穿所述疊置的含油和/或氣的地層之處沿著井的長度確定位置；將多個可膨脹的封隔器和集成射孔槍與濾砂器組件安裝在生產管上，以使得當生產管被安裝到井內時，每一個集成射孔槍與濾砂器組件被定位在含油和/或氣的地層附近，并且至少一個可膨脹的封隔器被定位在每一對相鄰的含油和/或氣的地層之間；在每一個濾砂器組件附近為生產管提供至少一個流入開口；在所述井內安裝生產管，以使得每一個集成射孔槍與濾砂器組件被定位在含油和/或氣的地層附近，并且至少一個可膨脹的封隔器被定位在每一對相鄰的含油和/或氣的地層之間；使每一個可膨脹的封隔器膨脹并且在管的外表面和井眼或井眼套管的內表面之間提供環形密封；發射射孔槍組件，以使得每一個射孔槍組件向井眼套管和/或環繞的含油和/或氣的地層射孔眼；以及使油和/或氣從每一個含油和/或氣的地層經由所述孔眼流經濾砂器組件和流入開口而流入生產管的內部來生產油和/或氣，以及其中，至少一個濾砂器組件基本上為管形并且被至少一個射孔槍穿透，所述至少一個射孔槍包括射孔彈，所述射孔彈設置在具有固定至生產管的底部的杯狀槍護罩內；管形側壁，所述管形側壁延伸穿過管形濾砂器組件中的開口；和點火嘴，所述點火嘴設置在管形濾砂器的外表面和井或井套管或井襯管的內壁之間的環形空間中。
2、 如權利要求l所述的方法，其中，所述至少一個可膨脹的封隔 器是包括在井眼內逐漸膨脹的材料的膨脹性封隔器。
3、 如權利要求2所述的方法，其中，所述材料是吸水膨脹性材料， 該材料在將封隔器插入到井內之后的幾天內膨脹起來。
4、 如權利要求l所述的方法，其中，生產管內的至少一個流入開 口設有可調節的流入控制閥。
5、 如權利要求l所述的方法，其中，至少一個濾砂器組件被多個 射孔槍穿透。
6、 如權利要求5所述的方法，其中，所述射孔槍在周向和/或軸 向間隔開的位置處穿透管形濾砂器組件。
7、 一種通過貫穿疊置的含油和/或氣的地層的井來生產油和/或氣 的組件，該組件包括多個可膨脹的封隔器和集成射孔槍與濾砂器組件，所述多個可膨 脹的封隔器和集成射孔槍與濾砂器組件安裝在生產管上以使得當生產 管被安裝到井內時，每一個集成射孔槍與濾砂器組件被定位在含油和/ 或氣的地層附近，并且至少一個可膨脹的封隔器被定位在一對相鄰的 含油和/或氣的地層之間；和至少一個流入開口 ，設置在與每一個濾砂器組件相鄰的生產管的 壁面上；其中，至少一個濾砂器組件基本上為管形，設置在生產管周圍， 并且被至少一個射孔槍穿透，所述至少一個射孔槍包括射孔彈，所 述射孔彈設置在具有固定至生產管的底部的杯狀槍護罩內；管形側壁， 所述管形側壁延伸穿過管形濾砂器組件中的開口；和點火嘴，所述點 火嘴設置在管形濾砂器的外表面和井或井套管或井村管的內壁之間的 環形空間中。
8、 如權利要求7所述的組件，其中，所述封隔器是吸水膨脹性封 隔器，并且至少一個流入開口配備有可調節的流入控制閥。
9、 如權利要求7所述的組件，其中，至少一個濾砂器組件設置在 生產管周圍。
10、 如權利要求7所述的組件，其中，至少一個點火噴嘴定位在 沿相對于井的中心軸線基本上徑向的方向上。
全文摘要
本發明公開了一種通過貫穿疊置的含油和/或氣的地層(2-4)的井來生產油和/或氣的組件，包括一系列可膨脹的封隔器(14)和集成射孔槍與濾砂器組件(9-11)，可膨脹的封隔器和集成射孔槍與濾砂器組件安裝在生產管上以使得每一個集成射孔槍與濾砂器組件(9-11)被定位在含油和/或氣的地層(2-4)附近并且至少一個可膨脹的封隔器(14)被定位在一對相鄰的含油和/或氣的地層(2-4)之間，和至少一個設置在與每一個濾砂器組件相鄰的生產管的壁面上的流入開口(22A-C)。集成射孔槍與濾砂器組件(9-11)以單次作業行程安裝到井(1)內，以使得在安裝濾砂器(23A-C)和可膨脹的封隔器(14)之前，避免不可控流量的流體和/或砂流入井中。
文檔編號E21B43/08GK101517196SQ200780036055
公開日2009年8月26日 申請日期2007年9月26日 優先權日2006年9月29日
發明者J·C·M·范東恩, S·R·布雷斯韋特 申請人:國際殼牌研究有限公司