完井的制作方法

完井的制作方法
【專利摘要】一種完井方法，該方法在進入井筒的一次起下作業中可包括針對被所述井筒穿過的多個區域中的每一個區域執行的以下多個步驟：借助配置有穿孔組件的管來對所述區域進行磨蝕性穿孔；借助從地面經由井環空的流體壓裂上述穿孔的區域；隨后利用可去除的封堵物封堵上述破裂的區域，在破裂的區域被封堵時所述穿孔組件在井筒中移位。另一種完井方法，該方法在進入井筒的一次起下作業中可包括針對被所述井筒穿過的多個區域中的每一個區域執行的以下多個步驟：使用磨蝕穿孔器對所述區域進行穿孔；隨后使所述穿孔器在所述井筒中遠離地面移位；隨后破裂此區域；以及利用可流動的封堵物封堵上述破裂的區域。
【專利說明】
完井
技術領域
[0001]本公開總體上涉及一種與地下井關聯使用的裝備以及與地下井關聯執行的操作，且在下文所述的示例中，更具體地提供了一種完井系統及方法。
【背景技術】
[0002]人們很期望在完井作業中降低成本花費、減少時間、簡化操作并提高可靠性。因此，容易理解的是，完井這一技術領域需要不斷地改進。
【附圖說明】
[0003]圖1是能夠實現本公開的原理的完井系統以及相關方法的一個示例的有代表性的局部剖視圖。
[0004]圖2是磨蝕射孔器(abrasivejet perforator，磨料型噴射穿孔器)的有代表性的局部放大剖視圖，在圖1的系統和方法中該磨蝕射孔器對一區域進行穿孔(打孔)。
[0005]圖3是被破裂區域的有代表性的局部剖視圖。
[0006]圖4是沖洗技術的有代表性的局部剖視圖。
[0007]圖5是流入到穿孔的封堵物(plugsubstance)的有代表性的局部剖視圖。
[0008]圖6是被加壓并流入到該區域中的破裂部的封堵物的有代表性的局部剖視圖。
[0009]圖7是被重新定位到另一區域的磨蝕射孔器的有代表性的局部縮小剖視圖。
[0010]圖8是該系統的有代表性的進一步縮小的剖視圖，其中多個區域已被破裂(壓裂)。
[0011]圖9是該系統和方法的另一示例的有代表性的局部放大剖視圖，其中使用閥來將壓裂流體(fracturing fluid)和/或封堵物傳送到該區域。
[0012]圖10是該系統和方法的另一示例的有代表性的局部剖視圖，其中封堵物經由井環空(well annulus)被傳送到該區域。
[0013]圖11是該方法的一個示例的有代表性的流程圖。
[0014]圖12是該系統和方法的另一示例的有代表性的局部剖視圖，其中僅在封堵物被傳送到穿孔之后，穿孔器被向上移位。
[0015]圖13是該系統和方法的另一示例的有代表性的局部剖視圖，其中在穿孔操作之后穿孔器被向下移位。
【具體實施方式】
[0016]圖1中有代表性地示出能夠體現本公開的原理的一種完井系統10和相關聯的方法。但是，應當清楚理解的是，此系統10及方法事實上僅是本公開原理的應用的一個示例，還可能具有多種其它示例。因此，本公開的范圍不應受限于這里所描述的和/或附圖所示的系統10和方法的細節。
[0017]在圖1的示例中，管柱12被運送到井筒14中，井筒14內襯有套管16和混凝土18。雖然實際應用中通常會使用多層套管柱，但為了清楚說明起見，在附圖中僅示出了套管16的一個管柱。
[0018]這里所使用的詞語“套管”用于指保護性的井筒內襯。套管可以是本領域技術人員已知類型的套管、管(tubing)或襯套。套管可以是分段型的或連續型的。套管可以被預先形成或者在作業地點形成。套管可以由鋼、其它金屬或合金、聚合物、復合材料或任何其它材料制成。本公開的范圍并不受限于使用任何特殊類型的套管或者僅是套管的使用。
[0019]這里所使用的詞語“混凝土”用于指這樣的材料，該材料硬化而固定和密封井筒中的套管。混凝土并非必須包括膠結料，因為可以替代地使用硬化聚合物(如環氧樹脂)或其它材料。混凝土可能會因水合作用、時間推移、接觸高溫、接觸固化劑或由于任何其它刺激作用而變硬。本公開的范圍并不受限于使用任何特殊類型的混凝土或者僅是混凝土的使用。
[0020]雖然所示的井筒14為豎直的，但井筒的各部段也可以呈水平的或者相對于豎直方向傾斜的方位。雖然井筒14被完全以套管封裝并由混凝土澆筑(如圖1所示)，但井筒的任何執行下文具體描述的操作的部段可以是未加套管的或者開放的孔。因此，本公開的范圍并不受限于該系統10及方法的任何特定細節。
[0021]圖1的管柱12包括連續管(盤管)20和穿孔組件22。這里所使用的詞語“連續管”是指存儲在線軸或卷軸24上的大體連續的管。例如，卷軸24可以安裝在滑板(skid)、拖車、浮船、車輛等設備上而運送到井現場。雖然未在圖1中示出，但控制室或駕駛室通常可以設置有儀器、計算機、控制器、記錄器等設備以用于控制例如噴射器26和防噴器組28等裝備。
[0022]管柱12并非必須包括連續管。在一些示例中，管柱12可包括接合管。
[0023]當管柱12被安設在井筒14中時，在它們之間徑向形成環空30。流體、漿料等能夠經由例如套管閥32從地面流入環空30。為此目的可使用一個或多個栗34。流體還能夠經由環空30和閥32從井筒14流到地面。
[0024]還可利用例如一個或多個栗而使流體、漿料等從地面經由管20流到井筒14中。流體還能夠經由管20從井筒14流到地面。
[0025]在圖1的系統10和方法中，穿孔組件22用于貫穿被井筒14穿過的地層38的多個區域38a-38c中的每一個。這些區域38a-38c可以是相同地層的部段或間隔區(interval)，或者它們可以是多個地層的部段或間隔區。可以穿過任何數量的區域。
[0026]在這一示例中，區域38a_38c被從最下端區域38a(沿井筒14離地面最遠)到最上端區域38c(沿井筒最靠近地面)依序貫穿。但是，在其它示例中，區域38a-38c可以并不被依序貫穿，或者它們可以并不是被從最下端區域到最上端區域被貫穿。可以同時貫穿多個區域。因此，本公開的范圍并不局限于被貫穿區域的任何特殊數量、順序、組合、構造或布置方式。
[0027]現在另外參考圖2，其有代表性地示出系統10中的穿孔組件22的放大視圖，穿孔組件被定位在區域38a處的井筒14中。然而，穿孔組件22也可以在其它與本公開原理相符的系統和方法中使用。
[0028]在此視圖中可以看到，穿孔組件22包括至少一個穿孔器40以及用于將穿孔器連接到管20的管連接器48。穿孔器40用于形成穿過套管16和混凝土 18的穿孔42，以在井筒14與區域38a之間形成流體連通。
[0029]在這個示例中，穿孔器40為磨蝕射孔器，其具有耐沖蝕性噴嘴44以引導砂磨劑(abrasive slurry，磨粉楽)46朝向套管16噴射，從而將穿過套管和混凝土 18而形成穿孔42并進入區域38a。例如，砂磨劑46可以是含有水和磨粒(例如砂、陶瓷、碳酸鈣或另一種可溶性物質等)的組合物。
[0030]應注意的是，在每個區域38a_38c中可形成任何數量的穿孔42。流速、壓力、噴嘴直徑、噴嘴的數量44、砂磨劑46組合物、流量歷時和其它因素將決定由穿孔器40形成的穿孔42的尺寸(例如，直徑和長度)。
[0031]在其它示例中，可采用其它類型穿孔。例如，可使用爆炸形裝藥射孔槍來形成穿孔42。因此，本公開的范圍并不局限于使用任何特定類型的穿孔器。
[0032]這里另外參考圖3，借助壓裂液50在壓力的作用下經由穿孔42流入區域38a而將該區域壓裂。壓裂液50可以呈漿料的形式，支撐劑54混合在其中以支撐在此區域中形成的開放性破裂部52。支撐劑54可以是砂、陶瓷或玻璃珠、聚合物小珠或者其它的材料或形狀等。
[0033]在圖3的示例中，壓裂液50經由環空30流到穿孔42。再次參考圖1，可使用栗34以在壓力作用下栗送壓裂液50并使其以相對高的流速流入環空30，由此使壓裂液經由穿孔42進入區域38a并且使該區域中的破裂壓力(裂壓)過大，從而導致該區域中形成破裂部52。
[0034]在此示例中，在破裂操作期間防止流體流入穿孔器40，以此防止噴嘴44被支撐劑54阻塞或損壞，以及允許產生足夠的壓力并造成區域38a的破裂。例如，可將地面上的閥閉合來防止流體流出管20，或者可在穿孔組件22中設置循環控制閥(見圖9和圖10)以控制流經管柱12的流量。
[0035]在其它示例中，壓裂液50可以經由管柱12被傳送到穿孔42，在這種情況中，套管閥32可閉合而允許產生足夠的壓力并造成區域38a的破裂。在這種示例中，噴嘴44可被構造成使支撐劑54能夠流過而不阻塞該噴嘴，或者可使用循環控制閥(見圖9和圖10)或其它流量控制設備來將壓裂液50排入到井筒14中。
[0036]可在破裂操作之前、同時或之后執行另外的刺激動作和/或一致性處理(例如酸化處理、滲透性和/或可濕度的改變等)。這些處理還可在所有的區域38a-38c被穿孔和破裂之后執行。
[0037]這里另外參考圖4，其有代表性地示出具有沖洗流體56(例如水、多種流體的組合等)的系統10和方法，沖洗流體56用于在破裂操作之后將支撐劑54沖洗出井筒14。支撐劑54借助沖洗流體56經由環空30載送到地面。
[0038]應注意的是，支撐劑54并非必須在破裂操作之后被直接沖洗出井筒14。在一些示例中，沖洗操作可以延遲到區域38a-38c的所有區域被穿孔和破裂之后進行。
[0039]這里另外參考圖5，其有代表性地示出該系統10及方法，其中封堵物58經由管柱12被傳送到穿孔42。在此示例中，封堵物58經過管20流到穿孔器40并流出噴嘴44。
[0040]在其它示例中，可使用其它技術手段將封堵物58傳送到穿孔42。例如，封堵物58可以從地面經由環空30流動。作為另一示例，封堵物58可以流經管20并經由閥排入環空30中(見圖9)。因此，本公開的范圍并不局限于任何用于將封堵物58傳送到穿孔42的特定技術手段。
[0041]封堵物58優選是可流動的且能夠阻止井筒14與區域38a流體連通。通過這種方式，能夠在不存在從井筒到區域38a的大量流體損失的情況下、通過將壓力施加到井筒14來壓裂其它多個區域。“大量流體損失”應是足以阻止在井筒14中產生壓力來壓裂其它一個或多個區域的流體損失。
[0042]當封堵物如圖5所示地位于穿孔42和井筒中時，基于封堵物58的成分，封堵物58能夠充分地阻止從井筒14到區域38a的流體連通。但是，在一些示例中，可能需要或有必要使封堵物58流入破裂部52中，以此能夠在隨后的破裂操作中充分地阻止從井筒14到區域38a的流體流動。
[0043]這里另外參考圖6，其有代表性地示出具有封堵物58的系統10和方法，將封堵物58加壓并迫使其至少部分地流到破裂口 52。應注意的是，封堵物58還在區域38a處填充井筒
14。封堵物58在井筒14、穿孔42和破裂口 52中的這種布置方式能夠使其它多個區域依序被壓裂，而同時不會造成通往區域38a的大量流體損失。
[0044]封堵物58可包括多種不同物質或其組合的任一種。例如，凝膠劑、樹脂、塑料、聚合物、碳酸鈣、具有適當晶粒尺寸的砂、尼龍(脂肪質聚酰胺)、纖維、聚乳酸(PLA，熱塑性脂肪質聚酯)、聚乙醇酸(PGA，熱塑性脂肪質聚酯)等可被用做封堵物58。
[0045]在所有區域38a_38c被穿孔且壓裂之后，可通過消散、溶解、去除、破碎(breaking)、液化、退化或其它方式使封堵物58不再阻止或限制流體流動，來實現與區域38a-38c的流體連通。例如，如果封堵物58包括碳酸鈣或尼龍纖維，則可使合適的酸類(比如，鹽酸)流入并接觸封堵物以使其溶解。如果封堵物58包括凝膠劑，則可使合適的破碎劑流入而接觸凝膠劑(或可在初始時使其與凝膠劑結合)，從而使凝膠劑破碎或液化，且凝膠劑可以容易地流出礦井。如果破碎劑初始時即與凝膠劑結合，則在預定時間周期之后，凝膠劑可被破碎或液化，這是由于其在經升高的溫度中暴露一預定時間周期等緣故。
[0046]如果封堵物58包括樹脂或聚合物，可使用適合溶劑或其它化學合成物來溶解或降解封堵物。如果封堵物58包括微粒材料(例如砂)，則可以通過將其從井筒14和穿孔42沖洗出而將封堵物去除。因此，本公開的范圍并不局限于使用任何特殊類型的封堵物或者用于消散、溶解、去除、破碎、液化、退化或其它方式而導致封堵物不再阻止或限制流體流動的任何特定技術。
[0047]這里另外參考圖7，其有代表性地示出了系統10和方法具有重新定位在井筒14中的穿孔組件22，從而使其處于待被穿孔和破裂(壓裂)的下一區域38b處。應注意的是，封堵物58現在充分地隔離最下端的區域38a而使其不與井筒14流體連通，由此使得可以針對其它區域38b、38c執行破裂操作，而同時不存在通向區域38a的大量流體損失或者區域38a進一步破裂的情況。
[0048]區域38a現在可如上文所述和如圖2至圖6所示的區域38a那樣被穿孔和破裂。而且，這個過程可根據相應數量的區域的需要而多次重復，除非在最后一個區域破裂之后沒有必要再使用封堵物58(無需使最后一個區域與任何隨后的破裂進行壓力隔離)。
[0049]這里另外參考圖8，其有代表性地示出四個區域38a_38d已被穿孔和破裂之后的系統10和方法。當然，按照本公開的原理，任何數量的區域可以被穿孔和破裂。
[0050]酸類和其它溶劑、破碎劑、沖洗流體或其它一種物質60可被用于消散、溶解、去除、破碎、液化或降解封堵物58。通過這種方式，封堵物58將會阻止或者充分地限制流體從區域38a-38d流到井筒14而產出到地面。
[0051]在圖8的示例中，解封物質(unplugging substance)60被示出為在取回管柱12之后流入井筒14。但是，在其它示例中，解封物質60可以經由管柱12或經由環空30被傳送到井筒14。例如，該物質60可經由穿孔器40或經由閥(圖9)流入井筒14。
[0052]這里另外參考圖9，其有代表性地示出了管柱12的另一示例。在這個示例中，管柱12包括閥組件62，閥組件62連接在穿孔器40與連接器48之間。然而，還可以在遵從本公開的原理的情況下以另外方式設置閥組件62。
[0053]循環控制閥對于本領域技術人員而言是已知的，并且因此在這里僅簡略地描述。適合的循環控制閥包括美國專利US 8403049和US 8490702、2014年10月28日提交的國際申請PCT/US14/62651、2015年5月6日提交的國際申請PCT/US15/29399所述的那些，這些公開內容整體通過援引的方式而納入本文。本公開的范圍并不局限于使用任何特定的循環控制閥。
[0054]在圖9的示例中，閥組件62能夠選擇性地允許和阻止經過內部縱向流動通道64的流體連通，以及能夠選擇性地允許和阻止該流動通道與閥組件之外的環空30之間的流體連通。如圖9所示，閥組件62阻止經過通道64的流動，但是允許從通道流到環空30，從而使壓裂液50可在區域38a的破裂期間被傳送到穿孔42。
[0055]當破裂操作之后將支撐劑54沖洗出井筒14時、或者當沖洗操作之后將封堵物58傳送到穿孔42時，可使用閥組件62的類似構造。閥組件62可被構造成允許經過通道64的縱向流動，但是在穿孔操作期間阻止流體從通道流到環空30(從而允許砂磨劑46流到噴嘴44)。
[0056]例如，當壓力經由環空被施加到區域38a時(例如，當壓裂液50經由環空傳送到穿孔42、或者當迫使封堵物58進入穿孔和破裂口 52時)，閥組件62可被構造為阻止經過通道64的縱向流動，以及阻止在通道與環空30之間的流動。但是，應清楚理解的是，本公開的范圍并不局限于在任何特定操作期間使用任何特定構造的閥組件。
[0057]這里另外參考圖10，其有代表性地示出系統10和方法的另一示例，其中封堵物58經由環空30從地面流到穿孔42。在這一示例中，閥組件62可被構造為使其阻止經過通道64的縱向流動，并從而充分地防止封堵物58流入噴嘴44中。
[0058]在這種構造中，閥組件62可允許從環空30到通道64并且經由管20到達地面的循環。一旦適當的量的封堵物58被傳送到井筒14中，這樣的循環流動可以在地面處被限制或阻止，從而使井筒可以隨后被加壓而迫使封堵物進入穿孔42和破裂口 52(如需要的話)。
[0059]可以采用流體、漿料等經由管柱12和環空30的連續或大體連續的流動，以使完井系統10和方法中的非生產時間最小化。例如，在不關閉任何用于傳送這些流體的栗的情況下，壓裂液50和沖洗流體56可以經由管柱12和/或環空30在多個階段中被傳送到井筒14。同樣地，當一個區域破裂而另一區域即將破裂之后重新定位穿孔組件22時，磨料46可以跟隨在封堵物58之后經過管20。
[0060]而且，管柱12并非必須在井筒14中保持靜止，而流體、漿料等流經管柱和/或井筒。例如，在一個區域被穿孔、破裂和封堵(堵塞)之后，可將穿孔組件22重新定位到另一區域，而封堵物58繼續流到井筒14中，并且砂磨劑46被引入管20，因而在穿孔器40處于適當位置以對下一區域進行穿孔(打孔)時，砂磨劑到達穿孔器并開始對下一區域進行穿孔。如果在井筒14中不期望封堵物在這些區域之間一直延伸，則可在封堵物58與砂磨劑46之間引入隔離流體。作為另一示例，如果閥組件62被用于將沖洗流體56或解封物質60傳送到井筒14中，則在執行沖洗和/或解封操作時可將管柱12移位。
[0061]這里另外參考圖11，其有代表性地示出用于完井方法的一個示例的流程圖。方法70可以采用如上所述的完井系統10，或者可以采用其它系統。為了方便，以下在方法70的進一步描述中使用系統10。
[0062]在方法70的步驟72中，利用管20將穿孔組件22下入井筒14，并將穿孔器40定位在穿孔的多個區域38a-38d的第一區域處。穿孔的第一區域可以是最下端區域38a、最上端區域38d或者任何其它區域。為了方便，在方法70的進一步描述中，最下端區域30a被用作為第一區域。
[0063]應注意的是，管20并非必須使用為運送穿孔組件22經過井筒14。在其它示例中可使用其它類型的運送裝置(例如，段式管、測井電纜(wireline)、鋼絲繩(slickline)、牽引機等)O
[0064]在步驟74中，將區域38a穿孔。在如上文所述的系統10中，使用砂磨劑46來形成經過套管16和混凝土 18的穿孔42。在其它示例中，可以不使用砂磨劑(例如可以使用聚能裝藥、機械切割器、或其它類型的穿孔設備)，并且/或者可以不穿過套管和/或混凝土而形成穿孔(例如，井筒14可以無套管和/或未澆筑混凝土)。
[0065]在步驟76中，使區域38a壓裂。可以通過在壓力的作用下迫使壓裂液50(包括任何支撐劑54)進入區域38a而將區域38a壓裂。壓裂液50可經由環空30和/或管20被傳送到區域38a。如果壓裂液50流經管20，其可以經由穿孔器40的噴嘴44、或者經由閥組件62排出。
[0066]在壓裂操作之前、期間或之后，可使其它的處理流體、物質、暫堵劑(diverters)、酸類、凝膠劑、一致性試劑、表面活性劑等可流到區域38a中。本公開的范圍并不局限于流入區域38a的任何特殊數量、類型或組合的流體或者其它物質。
[0067]在步驟78中，沖洗井筒14。在步驟80的封堵操作之前，可以利用沖洗而從井筒14去除多余的支撐劑54和/或其它物質(例如酸類、凝膠劑、暫堵劑等)。但是，由于井筒14或至少區域38a被封堵，此沖洗操作可以推遲到區域38a-38d中的所有區域破裂為止。
[0068]在步驟80中，封堵區域38a，從而阻止或者至少大體減緩了流體從井筒14到該區域中的流動。在沒有通向區域38a的流體大量損失的情況下，這樣的封堵將會允許隨后的區域壓裂能夠進行。當封堵物58成功封堵區域38a時，應注意到顯著的壓力增加(例如在地面，或者使用井下壓力傳感器)。
[0069]在系統10中，封堵物58可經由管柱12和/或經由環空30被傳送到區域38a。如果封堵物58流過管20，則其可以經由穿孔器40的噴嘴44、或者經由閥組件62而排出。
[0070]在這一步驟80中，封堵物58被傳送到穿孔42，并且可填充井筒14的縱向段。在一些情況中，封堵物58的這種布置方式可成功封堵區域38a。
[0071]在步驟82中，施加壓力以迫使封堵物58進入之前在區域38a中形成的破裂口52。這個步驟82可實質上與前一步驟80組合進行，或者，如果封堵物58可通過填充穿孔42、或者通過填充這些穿孔和一段井筒14而成功封堵區域38a，則可以不執行步驟82。
[0072]在步驟84中，穿孔組件22被重新定位，從而使其位于下一待被穿孔和破裂的區域38b處。隨后可根據需要而針對區域38b重復步驟74-82。同樣地，可根據需要而針對很多區域重復這些步驟74-84(步驟86)。
[0073]應注意的是，剛好在被重新定位到下一區域38b之前，穿孔組件22并非必須被定位在第一區域38a處。在一些示例中，穿孔組件22可被移位到處于多個破裂操作之間的多個位置(例如，在沖洗井筒14時、在封堵物58流到穿孔42時等)。
[0074]在步驟88中，區域38a_38d被解封，因而流體可以從這些區域流入井筒14中。解封操作可針對多個區域38a-38d同時地或單獨執行。
[0075]解封操作可包括使解封物質60流到多個區域38a_38d，以便消散、溶解、去除、破碎、液化或降解封堵物58，或者導致流體從區域38a-38d到井筒14的流動相對暢通。應注意的是，由于時間推移、暴露于高溫、或者在不需要封堵物接觸任何解封物質的情況下，封堵物58可降解、消散、液化等，因此在這種情況中可能沒有必要將解封物質引入井筒14。
[0076]這里另外參考圖12，其有代表性地示出系統10和方法70的另一示例。在這一示例中，在封堵操作中充分地阻止從井筒到區域38a(或另一區域)的流體連通之后，穿孔組件22向上移位(沿著井筒14朝向地面)。
[0077]只有在封堵操作結束之后，穿孔組件22才可移位到穿孔42上方的位置，或者穿孔組件可在封堵操作期間向上移位(例如在封堵物58仍然流動，但是在從井筒14到區域38a的流體連通充分地被阻止之后)。
[0078]如圖12所示，封堵物58并不填充鄰近區域38a的井筒14，但是在其它示例中，封堵物可以堆積在鄰近封堵區域的井筒中。在穿孔組件22向上移位之前、期間和/或之后，封堵物58可堆積在鄰近區域38a的井筒14中。
[0079]這里另外參考圖13，其有代表性地示出系統10和方法70的再一個示例。在這個示例中，在穿孔操作之后，但在用于區域38a(另一區域)的破裂和封堵操作之前，穿孔組件22向下移位(沿著井筒14遠離地面)。
[0080]如圖13所示，在形成穿孔之后，穿孔組件22被定位于穿孔42下方。可在穿孔組件22移位到這個位置期間或之后開始進行破裂操作。在破裂操作之后，且在穿孔組件22被定位在穿孔42下方時，井筒14可被沖洗。
[0081]在這個示例中，在穿孔組件22被定位在穿孔42下方時執行封堵操作。如圖13所示，封堵物58并不填充鄰近區域38a的井筒14，但是在其它示例中封堵物可以堆積在鄰近封堵區域的井筒中。在結束封堵操作之前、期間和/或之后，穿孔組件22可以向上移位(例如，朝向鄰近待被穿孔的下一區域38b的位置)。
[0082]這里可完全理解的是，上文的公開提供了對于現有的完井的重大改進。上述系統10和方法70示例不需要耗時的封隔器或橋塞設定、測試和釋放操作，而是在進入井筒14的一次起下作業中提供了(針對多個區域38a_38d執行的)方便和可靠的穿孔、破裂和封堵操作。但如需要的話，在包含本公開的原理的系統和方法中可使用一個或多個封隔器和/或橋塞。
[0083]系統10和方法70可以特別有利于礦井，其中在待被穿孔和破裂的區域38a_38d上的套管16中具有套管補貼(casing patch)、接頭(nipple)、破裂套閥、球座、擋板或其它類型的限制件，因為不可能或很難穿過這些限制件來運送封隔器或橋塞。
[0084]系統10和方法70可以特別適用于礦井，其中套管16在被穿孔和破裂的多個區域38a_38d處具有不同內徑，因為傳統的封隔器或橋塞可以僅抵靠于套管內徑的特殊范圍來密封。進入井筒14的另外的行程還可能需要改變用于不同套管內徑的傳統封隔器。
[0085]系統10和方法70可特別適用于具有已有的穿孔、連接在套管中的開閥等的礦井，從而允許地層38與套管16內部之間的流體連通。在這種情況中，可以在區域38a-38d中的穿孔且破裂的第一區域之前(例如使用封堵物58)來封堵現有的穿孔、開閥等。
[0086]上文描述了一種完井系統10和方法，其中只有在充分地阻止從井筒14到先前剛被穿孔的區域的流體連通之后，穿孔組件22相繼(依序)地向上移位到下一區域。穿孔組件22可在封堵操作結束時向上移位或者靜止。
[0087]上文描述了一種完井系統10和方法，其中穿孔組件22在穿孔區域之后向下移位，以及在區域被穿孔且充分地阻止從井筒14到區域的流體連通時，穿孔組件保持在區域的穿孔42下方。穿孔組件22可以在破裂操作結束時向下移位或靜止。穿孔組件22可以在封堵操作結束時向上移位或靜止。
[0088]通過上文的公開而為本領域提供一種完井方法。在一個示例中，該方法可包括(在進入井筒14的一次起下作業中)針對被井筒穿過的多個區域38a-38c中的每一區域執行以下步驟:a)采用配置有穿孔組件22的管20對該區域進行磨蝕性穿孔，b)借助從地面經由井環空30的流體壓裂穿孔的區域，以及c)隨后利用可去除的封堵物58封堵破裂的區域，在破裂的區域被封堵時穿孔組件22在井筒14中移位。
[0089]在每個封堵步驟中封堵物58可經由磨蝕穿孔器40、井下閥62及井環空30中的至少一者而被傳送到破裂區域38a-38c。
[0090]該方法可包括在最后封堵步驟之后允許從多個區域38a_38c產出流體。允許產出流的步驟可包括以下操作中的至少一個操作:溶解封堵物58、使封堵物58消散、使破碎劑流動以接觸封堵物58、使破碎劑能夠將封堵物58液化、使酸類流動以接觸封堵物58并去除封堵物58。
[0091 ]該方法可包括在執行以下步驟中的至少其中一個步驟時使穿孔組件22移位:使封堵物58流入井中、將井中的封堵物58加壓、使封堵物58流入區域38a-38c、以及使磨料流過管20。
[0092]封堵物58可包括聚乳酸、聚乙醇酸和尼龍纖維中的至少其中之一。
[0093]封堵物58可以在區域38a_38c中的一個區域被破裂時阻止流體進入這些區域中的另一個區域。
[0094]該方法可包括在穿孔步驟之后及破裂步驟之前，將穿孔組件22在井筒14中遠離地面移位。
[0095]該方法可包括在執行初始穿孔步驟之前，堵塞套管16內部與套管外的地層38之間的流體連通。所述流體連通可包括套管16中的開閥和已存在的穿孔的其中至少一者。
[0096]只有在充分地阻止流體從井筒流入先前穿孔的區域之后，穿孔組件22可在井筒14中朝向地面連續移位到區域38a-38c中的下一區域。在這一示例中，在封堵步驟結束時，穿孔組件22或者在井筒14中朝向地面移位，或者保持靜止。
[0097]在穿孔步驟之后，穿孔組件22可在井筒14中遠離地面移位，而在該區域被破裂時，并且在封堵步驟中充分地阻止從井筒14到區域的流體連通時，穿孔組件22可保持在區域38a-38c的穿孔42下方。
[0098]當封堵步驟結束時，穿孔組件22可在井筒14中遠離地面移位或者保持靜止。在封堵步驟結束時，穿孔組件22可在井筒14中朝向地面移位或者保持靜止。
[0099]在破裂步驟中壓裂液50可經由井環空30流到區域38a_38c。在封堵步驟中，在封堵區域38a-38c之前可以沖洗井筒14。
[0100]可將壓力施加到井筒14，從而在封堵步驟中迫使封堵物58進入區域38a_38c。該壓力可以經由井環空30或者經由用于在井筒14中運送穿孔組件22的管柱12來施加。
[0101]封堵物58可包括以下物質中的至少一者:碳酸鈣、凝膠劑和砂。封堵物58可包括碳酸鈣和凝膠劑的組合物。
[0102]在區域38a_38c上方的套管16中可具有限制件。該限制件可以阻止封隔器或橋塞到區域38a-38c的傳送。套管16在區域38a-38c的第一區域處的內徑D可以不同于在這些區域的第二區域處該套管的內徑(該第二區域在進入井筒14的一次起下作業中被穿孔和破裂)。
[0103]通過上文的公開而為本領域提供另一種完井方法。在一個示例中，該方法(在進入井筒14的一次起下作業中)可包括針對被井筒穿過的多個區域38a-38c中的每一區域執行的以下步驟:a)使用磨蝕穿孔器40對該區域進行穿孔，b)隨后使穿孔器40在井筒14中遠離地面移位，c)隨后破裂區域38a-38c，以及d)利用可流動的封堵物58封堵破裂的區域38a-38c0
[0104]雖然上文描述了多種示例，每個示例具有某些特征，但應該理解的是，一個示例的特定特征并非必須僅能與該示例一起使用。而是，除了那些示例的其它特征的任一特征或者其替代特征之外，上述和/或附圖所示的任何特征可以與這些示例的任一特征相結合。一個示例的特征與另一示例的特征并不相互排斥。而是，本公開的范圍包含這些特征中的任意特征的任何組合。
[0105]雖然上述的每個示例包括這些特征的某種組合，但應理解的是，并非必須使用示例的全部特征。而是，可以使用上述特征中的任一特征而不同時使用任何其它特定的一個或多個特征。
[0106]應理解的是，在不背離本公開的原理的情況下，這里所述的多個實施例可以在多種取向(如傾斜、倒轉、水平、豎直等)中被應用，以及在多種構造中被應用。這些實施例僅被描述為本公開的原理的有益的應用的示例，本公開并不受這些實施例的任何特定細節所限。
[0107]在上文對多個有代表性的示例的描述中，為參照附圖方便而使用多個方向性詞語(例如“上方”、“下方”、“上部”、“下部”等)。但應清楚理解的是，本公開的范圍并不被這里所述的任何特定方向所限制。
[0108]用詞“包括”、“包含”及其變形以及相似的用詞在本說明書中是以非限制性的概念使用的。例如，如果系統、方法、裝置、設備等被描述為“包括”某一特征或元件、系統、方法、裝置、設備等，則其可包括此特征或元件，以及還可包括其它的特征或元件。同樣地，詞語“包括”被認為是指“包括，但不局限于”。
[0109]當然，在仔細考慮本公開的典型實施例的上述說明的情況下，本領域技術人員容易理解到的是，可以對特定實施例做出很多修改、附加、替代、刪除和其它改變，且這類改變不脫離由本公開的原理。例如，在其它示例中，被公開為單獨形成的多個結構可以一體地形成，反之亦然。因此，前述具體描述應被清楚地理解為僅以說明和示例的方式給出，而本發明的實質和范圍僅由所附的權利要求及其等同物來限定。
【主權項】
1.一種完井方法，包括: 在進入井筒的一次起下作業中，針對被所述井筒穿過的多個區域中的每一個區域執行下列多個步驟: a)借助配置有穿孔組件的管來對所述區域進行磨蝕性穿孔； b)借助從地面經由井環空的流體壓裂穿孔的所述區域；以及 c)隨后借助可去除的封堵物封堵所述破裂的區域，在破裂的所述區域被封堵時，所述穿孔組件在所述井筒中移位。2.根據權利要求1所述的方法，其中所述封堵物在步驟c中通過由磨蝕穿孔器、井下閥和井環空所構成的群組中的至少一者而被傳送到所述破裂的區域。3.根據權利要求1所述的方法，還包括在最后的步驟c之后，通過執行由下列操作所構成的群組中的至少一個操作而允許從所述多個區域產出流體:溶解所述封堵物、使所述封堵物消散、使破碎劑流動以接觸所述封堵物、允許所述破碎劑將所述封堵物液化、使酸類流動以接觸所述封堵物并去除所述封堵物。4.根據權利要求1所述的方法，還包括在執行下列步驟中的至少一個步驟時將所述穿孔組件移位: 使所述封堵物流入所述井中， 將所述井中的封堵物加壓， 使所述封堵物流入到所述區域，以及 使磨料流過所述管。5.根據權利要求1所述的方法，其中所述封堵物包括由聚乳酸、聚乙醇酸和尼龍纖維所構成的群組中的至少一者。6.根據權利要求1所述的方法，其中在所述區域中的一個區域被壓裂時，所述封堵物阻止流體進入所述區域中的另一個區域。7.根據權利要求1所述的方法，還包括在步驟a之后及步驟b之前，使所述穿孔組件在所述井筒中遠離所述地面移位。8.根據權利要求1所述的方法，其中僅在充分地阻止流體從所述井筒流入先前穿孔的區域之后，所述穿孔組件在所述井筒中朝向所述地面相繼地移位到所述區域中的下一個區域。9.根據權利要求8所述的方法，其中在步驟c結束時，所述穿孔組件或者在所述井筒中朝向所述地面移位，或者保持靜止。10.根據權利要求1所述的方法， 其中在步驟a之后，所述穿孔組件在所述井筒中遠離所述地面移位，以及 其中在步驟b中所述區域被壓裂時、以及在步驟c中充分地阻止從所述井筒到所述區域的流體連通時，所述穿孔組件保持比所述區域的穿孔更加遠離所述地面。11.根據權利要求10所述的方法，其中在步驟c開始時，所述穿孔組件或者在所述井筒中遠離所述地面移位，或者靜止。12.根據權利要求10所述的方法，其中在步驟c結束時，所述穿孔組件在所述井筒中朝向所述地面移位或者靜止。13.根據權利要求1所述的方法，其中對所述井筒施加壓力，從而在步驟c中迫使所述封堵物進入所述區域。14.根據權利要求13所述的方法，其中經由井環空或者經由用于在所述井筒中運送所述穿孔組件的管柱來施加所述壓力。15.根據權利要求1所述的方法，其中所述封堵物包括由以下物質所構成的群組中的至少一者:碳酸鈣、凝膠劑、砂、以及碳酸鈣和凝膠劑的組合物。16.根據權利要求1所述的方法，其中在所述套管中具有限制件，所述限制件位于比所述區域更靠近所述地面的位置，所述限制件阻止封隔器或橋塞到所述區域的傳送。17.一種完井方法，所述方法包括: 在進入井筒的一次起下作業中，針對被所述井筒穿過的多個區域中的每一個區域執行下列多個步驟: a)使用磨蝕穿孔器對所述區域進行穿孔； b)隨后使所述穿孔器在所述井筒中遠離所述地面移位； c)隨后破裂所述區域；以及 d)利用可流動的封堵物封堵破裂的所述區域。18.根據權利要求17所述的方法，其中所述封堵物在步驟d中通過由井環空、磨蝕穿孔器、以及用于在所述井筒中運送所述磨蝕穿孔器的管所構成的群組中的至少一者而流到所述區域。19.根據權利要求17所述的方法，其中對所述井筒施加壓力，從而迫使所述封堵物在步驟d中進入所述區域，所述壓力經由井環空或者經由用于在所述井筒中運送所述磨蝕穿孔器的管而被施加。20.根據權利要求17所述的方法，還包括通過執行由下列操作構成的群組中的至少一個操作而允許流體從所述區域流入所述井筒:去除所述封堵物、溶解所述封堵物、破碎所述封堵物、使所述封堵物液化、使酸類流動以接觸所述封堵物以及使所述封堵物消散。21.根據權利要求17所述的方法，其中所述封堵物包括由以下物質所構成的群組中的至少一者:碳酸鈣、凝膠劑、砂、以及碳酸鈣與凝膠劑的組合物。22.根據權利要求17所述的方法，其中所述封堵物包括由聚乳酸、聚乙醇酸和尼龍纖維所構成的群組中的至少一者。23.根據權利要求17所述的方法，其中在所述區域中的一個區域被壓裂時，所述封堵物阻止流體進入所述區域中的另一個區域。24.根據權利要求17所述的方法，其中所述磨蝕穿孔器在以下步驟的至少其中一個步驟執行時被移位: 使所述封堵物流入所述井， 將所述井中的所述封堵物加壓， 使所述封堵物在步驟d中流入所述區域，以及 使磨料流過管柱，所述管柱在所述井中運送所述磨蝕穿孔器。25.根據權利要求17所述的方法，其中在所述套管中具有限制件，所述限制件位于比所述區域更靠近所述地面的位置，所述限制件阻止封隔器或橋塞到所述區域的傳送。26.根據權利要求17所述的方法，其中僅在充分地阻止流體從所述井筒流入先前穿孔的區域之后，所述穿孔器在所述井筒中朝向所述地面相繼地移位到所述區域的下一個區域。27.根據權利要求26所述的方法，其中在步驟d結束時，所述穿孔器或者在所述井筒中朝向所述地面移位，或者保持靜止。28.根據權利要求17所述的方法，其中在步驟c中所述區域被破裂時、以及在步驟d中充分地阻止從所述井筒到所述區域的流體連通時，所述穿孔器保持比所述區域的穿孔更加遠離所述地面。29.根據權利要求17所述的方法， 其中，在步驟d開始時，所述穿孔器或者在所述井筒中遠離所述地面移位，或者靜止，以及 其中，在步驟d結束時，所述穿孔器在所述井筒中朝向所述地面移位或者靜止。30.根據權利要求17所述的方法，其中步驟d包括在所述破裂的區域被封堵時使穿孔器在所述井筒中移位。
【文檔編號】E21B43/114GK105917072SQ201580004718
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年11月12日
【發明人】A·M·弗格森, S·W·洛文, R·L·舒爾茨, M·S·布里頓, B·W·沃森
【申請人】過油管解決方案服務有限公司