專利名稱：一種進(jìn)行礫石填充的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及一種完備地下井的器具，具體地涉及一種可以進(jìn)行礫石填充的裝置和方法。
從疏松的地質(zhì)構(gòu)造流入井孔的沙子或碎片可能導(dǎo)致井孔中充填物的累積，降低生產(chǎn)率和損壞地下生產(chǎn)設(shè)備。移動(dòng)的沙子有圍繞地下生產(chǎn)設(shè)備移動(dòng)的可能性，還可能進(jìn)入生產(chǎn)管道和帶入生產(chǎn)設(shè)備中。由于其具有相當(dāng)高的磨損性，生產(chǎn)的油氣流中的沙子可能造成管道、流送管線、閥門和加工設(shè)備的腐蝕。沙子造成的問(wèn)題可以極大地增加操作和維護(hù)費(fèi)用，和導(dǎo)致井的完全報(bào)廢。
一種控制沙子產(chǎn)生的方式是圍繞開(kāi)有狹槽的、帶有孔的或其它類型的套管或過(guò)濾篩部件的外面設(shè)置相對(duì)較大的沙子(即礫石)，把礫石當(dāng)作過(guò)濾器以確保地質(zhì)構(gòu)造中的細(xì)顆粒和沙子不會(huì)與生產(chǎn)出的油氣一起進(jìn)入井孔。在一典型的礫石填充完成的井中，過(guò)濾篩置于井孔內(nèi)并位于將進(jìn)行油氣生產(chǎn)的疏松的地質(zhì)構(gòu)造中。過(guò)濾篩一般是連接在一器具上，該器具包括生產(chǎn)填充件和跨接件。該器具依次連接到機(jī)件或生產(chǎn)管道系統(tǒng)。礫石與作為載體的流體混合在一起，在泥漿中被泵送到管道中并通過(guò)跨接件流進(jìn)過(guò)濾篩和井孔之間的環(huán)形空隙中。泥漿中作為載體的流體漏泄到地質(zhì)構(gòu)造中和/或穿過(guò)過(guò)濾篩。過(guò)濾篩設(shè)計(jì)成可防止泥漿中的礫石從中通過(guò)進(jìn)入生產(chǎn)管道。結(jié)果是礫石沉積在圍繞過(guò)濾篩的環(huán)形空隙中，形成了礫石充填。重要的是礫石的尺寸要能適當(dāng)限制地質(zhì)構(gòu)造中的沙子，而過(guò)濾篩必須設(shè)計(jì)成可阻止礫石流通過(guò)過(guò)濾篩。
礫石填充完成體中尤其是在其較長(zhǎng)的或高度偏離的部分經(jīng)常會(huì)遇到的問(wèn)題是井孔和管道之間的環(huán)形空隙中形成礫石橋。由于作為載體的流體過(guò)早地從泥漿中泄漏，過(guò)濾篩和井孔之間環(huán)形空隙中經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的礫石填充。流體可以泄漏到地質(zhì)構(gòu)造中的高滲透性區(qū)域，在所有的礫石尚未定位之前導(dǎo)致環(huán)形空隙中出現(xiàn)礫石橋。這些礫石橋可以進(jìn)一步限制泥漿在環(huán)形空隙中的流動(dòng)，可能導(dǎo)致礫石填充中出現(xiàn)空穴。一旦井完備后進(jìn)行生產(chǎn)，產(chǎn)出的油氣流就會(huì)在礫石填充中的空穴集中，這會(huì)導(dǎo)致細(xì)顆粒和沙子移動(dòng)到產(chǎn)出的油氣流中，造成上面討論過(guò)的問(wèn)題。
存在著對(duì)可以在井孔的礫石填充過(guò)程中防止礫石填充泥漿過(guò)早脫水和減少礫石橋和空穴生成的改進(jìn)的器具和方法的需求。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是一包括具有管壁和縱向孔的管件的裝置。有多個(gè)徑向孔穿過(guò)管件的管壁，這些孔限定了至少一個(gè)徑向弧并形成了至少一個(gè)徑向穿孔區(qū)和至少一個(gè)徑向非穿孔區(qū)。一過(guò)濾篩件設(shè)置在管件的外面將孔覆蓋。過(guò)濾篩件包括一過(guò)濾結(jié)構(gòu)，可以防止礫石顆粒通過(guò)而允許流體從中通過(guò)。過(guò)濾篩件包括過(guò)濾機(jī)構(gòu)，如纏繞成螺旋結(jié)構(gòu)的連續(xù)金屬絲，圍繞管件外部縱向間隔開(kāi)的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)桿，金屬絲網(wǎng)，或帶有槽孔的套管件。這些實(shí)施例中的任何一個(gè)還可以包括在過(guò)濾篩件和管件上孔之間形成環(huán)形空隙的間隔塊。過(guò)濾篩件可以設(shè)置在具有所述多個(gè)孔的管壁上的徑向弧內(nèi)。過(guò)濾篩件可以圍繞具有所述多個(gè)孔的管壁上的徑向弧。徑向無(wú)穿孔區(qū)設(shè)置在所述井孔內(nèi)，可形成環(huán)形的流動(dòng)區(qū)。過(guò)濾篩件還可包括一偏置機(jī)構(gòu)，使所述砂篩偏心放置在所述井孔內(nèi)。所述砂篩偏心設(shè)置在所述井孔可形成環(huán)形流動(dòng)區(qū)。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例包括一砂篩，其包括一基線管件，管件具有至少一個(gè)徑向穿孔區(qū)、至少一個(gè)徑向非穿孔區(qū)和一連接到所述基線管件的覆蓋徑向穿孔區(qū)的過(guò)濾篩。所述砂篩包括允許流體從中通過(guò)的多個(gè)孔，但所述孔足夠小，可以防止礫石顆粒通過(guò)。
所述砂篩包括過(guò)濾部件，如纏繞成螺旋結(jié)構(gòu)的連續(xù)金屬絲、圍繞管件外部縱向間隔開(kāi)的細(xì)長(zhǎng)桿、金屬絲網(wǎng)和帶有槽孔的套管。所述砂篩還包括偏置裝置，可使所述砂篩偏心放置在井孔中。所述砂篩偏心放置在所述井孔中形成了環(huán)形流動(dòng)區(qū)。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是完備的井，其包括一具有至少一個(gè)相連通的砂篩的生產(chǎn)管道。所述砂篩包括一基線管路，其具有至少一個(gè)徑向穿孔區(qū)、至少一個(gè)徑向非穿孔區(qū)和至少一個(gè)連接到所述基線管路并覆蓋了徑向穿孔區(qū)的過(guò)濾篩。砂篩包括允許流體通過(guò)的多個(gè)孔，但所述孔足夠小，可阻止礫石顆粒通過(guò)。砂篩包括過(guò)濾部件，如纏繞成螺旋結(jié)構(gòu)的連續(xù)金屬絲、圍繞管件外部縱向間隔開(kāi)的細(xì)長(zhǎng)桿、金屬絲網(wǎng)和帶有槽孔的套管。砂篩還包括一偏置機(jī)構(gòu)，可使所述至少一個(gè)砂篩在井孔內(nèi)偏心放置。所述至少一個(gè)砂篩偏心放置在所述井孔中形成環(huán)形流動(dòng)區(qū)。
本發(fā)明的又一實(shí)施例是完備的井，其包括具有至少一個(gè)穿孔的井孔套管。所述穿孔圍繞所述套管的圓周根據(jù)穿孔的相位和方位設(shè)置。完備的井包括具有至少一個(gè)徑向穿孔區(qū)和至少一個(gè)徑向非穿孔區(qū)的生產(chǎn)管道，位于所述井孔內(nèi)的所述生產(chǎn)管道形成了環(huán)形流動(dòng)區(qū)。所述生產(chǎn)管道還包括覆蓋徑向穿孔區(qū)的過(guò)濾篩件。井孔套管的穿孔可通過(guò)控制穿孔的相位和方位來(lái)有選擇地設(shè)置。所述徑向穿孔區(qū)和徑向非穿孔區(qū)可通過(guò)有選擇地在所述生產(chǎn)管道開(kāi)孔來(lái)形成。環(huán)形流動(dòng)區(qū)通過(guò)將徑向穿孔區(qū)和徑向非穿孔區(qū)與井孔套管的穿孔對(duì)準(zhǔn)來(lái)形成。所述環(huán)形流動(dòng)區(qū)還可通過(guò)將所述生產(chǎn)管道置于相對(duì)所述井孔套管的偏心位置來(lái)形成。徑向穿孔區(qū)與所述井孔套管的穿孔徑向?qū)?zhǔn)。
本發(fā)明的還有的一個(gè)實(shí)施例是一種通過(guò)在所述井設(shè)置砂篩和在鄰近所述砂篩的地方形成環(huán)形流動(dòng)區(qū)來(lái)完備井的方法。所述方法還包括在所述井孔套管的預(yù)定相位打孔形成井孔；在所述砂篩設(shè)置至少一個(gè)徑向非穿孔區(qū)；和將所述徑向非穿孔區(qū)相對(duì)所述井孔定位。環(huán)形流動(dòng)區(qū)可通過(guò)將所述砂篩設(shè)置在相對(duì)所述井孔套管的偏心位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。環(huán)形流動(dòng)區(qū)還可以通過(guò)將所述砂篩對(duì)準(zhǔn)所述井孔套管穿孔并使所述徑向非穿孔區(qū)不與井孔臨近來(lái)形成。
又一個(gè)實(shí)施例是一種完成井孔的方法，其包括在即將完成的井孔設(shè)置(i)一包括具有管壁和縱向孔的管件的裝置，(ii)至少一個(gè)管壁的穿孔，所述孔限定了至少一個(gè)徑向弧，并形成至少一個(gè)徑向穿孔區(qū)和和至少一個(gè)徑向非穿孔區(qū)，和(iii)一連接在所述管件外部并覆蓋了所述孔的過(guò)濾篩件。將包括礫石顆粒的流體注射到所述井孔和管件之間的環(huán)形空隙，由此所述礫石顆粒置于所述管件和所述井孔壁之間的環(huán)形空隙之中。過(guò)濾篩件包括過(guò)濾部件，可以允許流體通過(guò)但可阻止礫石顆粒通過(guò)。井孔還包括帶有多個(gè)徑向孔的圓柱套管，所述方法還包括將所述裝置定位，使所述管件的孔與所述井孔的孔徑向?qū)?zhǔn)。環(huán)形流動(dòng)區(qū)可通過(guò)將所述管件定位在相對(duì)所述圓柱套管的偏心位置形成。
在還有的一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種完成具有圓柱套管的井孔的方法。該方法包括在所述套管設(shè)置至少一個(gè)穿孔，所述穿孔圍繞所述套管的圓周根據(jù)穿孔的相位定位。在井孔中放置一裝置，所述裝置包括(i)一包括具有管壁和縱向孔的管件，(ii)至少一個(gè)管壁穿孔，所述孔限定了至少一個(gè)徑向弧，并形成至少一個(gè)徑向穿孔區(qū)和和至少一個(gè)徑向非穿孔區(qū)，和(iii)一連接在所述管件外部并覆蓋了所述孔的過(guò)濾篩件。定位所述裝置，使所述管件的孔與所述井孔徑向?qū)?zhǔn)。將包括礫石顆粒的流體注射到所述井孔和所述管件之間的環(huán)形空隙，由此所述礫石顆粒放置在所述管件和所述井孔壁之間的環(huán)形空隙。
管件的徑向孔限定了帶有孔區(qū)中點(diǎn)的徑向穿孔區(qū)和非孔區(qū)中點(diǎn)的徑向非穿孔區(qū)，所述裝置相對(duì)井孔對(duì)準(zhǔn)使所述非孔區(qū)中點(diǎn)不鄰近井孔。所述裝置相對(duì)井孔對(duì)準(zhǔn)，使非孔區(qū)中點(diǎn)和最近的井孔的距離最大。環(huán)形流動(dòng)區(qū)可通過(guò)將所述管件設(shè)置在相對(duì)所述圓柱套管的偏心位置形成。
井下器具20包括連接到生產(chǎn)填充件24的管件22、跨接件26、一個(gè)或多個(gè)過(guò)濾篩件28和可有可無(wú)的下部填充件30。管子的間隔部分32可用來(lái)適當(dāng)間隔各個(gè)部件的相對(duì)位置。環(huán)形區(qū)34在各個(gè)部件和井孔套管16之間形成。
在典型的礫石填充操作中，填充件24和30的設(shè)置可保證管件22和套管16之間的密封。帶有礫石的泥漿被泵入管件22，經(jīng)跨接件26上的孔離開(kāi)管件進(jìn)入環(huán)形區(qū)34。在一個(gè)典型的實(shí)施例中泥漿中的顆粒物質(zhì)(礫石)的平均顆粒尺寸在大約40/60到12/20目之間，當(dāng)然其他尺寸也可以采用。泥漿的脫水發(fā)生在作為載體的流體脫離泥漿時(shí)。作為載體的流體脫離泥漿的一種方式是通過(guò)穿孔18然后進(jìn)入地質(zhì)構(gòu)造14。作為載體的流體脫離泥漿還可以通過(guò)過(guò)濾篩件28然后進(jìn)入管件22。通過(guò)過(guò)濾篩件28進(jìn)入的載體流體經(jīng)過(guò)管件22向上流動(dòng)，直至跨接件26使其進(jìn)入生產(chǎn)填充件24之上的環(huán)形區(qū)36，在這里可以循環(huán)回到地面。經(jīng)過(guò)適當(dāng)泥漿脫水的礫石顆粒應(yīng)當(dāng)沉積到環(huán)形區(qū)域34中并緊密堆積在一起。被礫石充滿的最終環(huán)形區(qū)域稱之為礫石填充。
本文采用的用語(yǔ)‘過(guò)濾篩’指的是通常是應(yīng)用于砂篩的金屬絲纏繞而成的篩網(wǎng)，機(jī)械篩網(wǎng)和其它過(guò)濾機(jī)構(gòu)。砂篩需要有足夠小的孔來(lái)限制礫石通過(guò)，經(jīng)常具有的空隙在60到120目的范圍。但是其它尺寸也可以采用。過(guò)濾篩件28可以稱作砂篩或礫石填充過(guò)濾篩。許多經(jīng)常采用的過(guò)濾篩形式都包括有間隔塊，間隔塊使得過(guò)濾篩件偏置于其圍繞的帶有穿孔的基線管。間隔塊提供了過(guò)濾篩件和基線管之間的流體流通的環(huán)形空隙。美國(guó)的US Filter/Johnson Screen公司以及其他的公司可以生產(chǎn)各種形式的過(guò)濾篩，這些情況所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員都清楚。
如

圖1A所顯示的，過(guò)濾篩件28和套管穿孔18之間的環(huán)形區(qū)域38具有多個(gè)供泥漿脫水的流體通道。泥漿的過(guò)早脫水可能導(dǎo)致在環(huán)形區(qū)域38靠近過(guò)濾篩件28的地方形成礫石橋。礫石橋形成后，不完全的礫石填充會(huì)導(dǎo)致在橋下的礫石填充中出現(xiàn)空穴。需要有完全的礫石填充以便防止沙子從可開(kāi)采的地質(zhì)構(gòu)造14移動(dòng)到井孔的環(huán)形空隙34之中和可能的對(duì)整個(gè)井的破壞。
如圖1B所示，典型的過(guò)濾篩件28包括圍繞基線管40整個(gè)圓周的徑向孔44和套在基線管40整個(gè)圓周的過(guò)濾篩件42。圖1B顯示套管16設(shè)有相位為120度的穿孔18，因此在360度的圓周內(nèi)有三個(gè)孔。換句話，各個(gè)孔之間在同一平面上的徑向間距是120度。圖1A和圖1B顯示的是現(xiàn)有技術(shù)的示例。
本發(fā)明涉及為了減少過(guò)早脫水和礫石橋的形成而采取的控制泥漿脫水的步驟。在井孔中應(yīng)用本發(fā)明能夠在套管的環(huán)形空隙中形成一個(gè)比環(huán)形空隙的其它區(qū)域更遠(yuǎn)離可能的流體排水通道的區(qū)域。這個(gè)減量排水的區(qū)域因而在本文中稱作環(huán)形流動(dòng)區(qū)。
參考圖2B，在所顯示的本發(fā)明的實(shí)施例中，基線管40包括位于不超過(guò)大約270度的徑向弧內(nèi)的孔44。但是，穿孔所在的徑向弧的范圍可以大于或小于270度，這取決于整體的特定要求。過(guò)濾篩件42連接在基線管40的外面并覆蓋孔44?；€管含有孔的部分被稱作徑向穿孔區(qū)45。在徑向穿孔區(qū)45的中間是孔區(qū)中點(diǎn)46?；€管40未含有孔的部分被稱作徑向非穿孔區(qū)47。在徑向非穿孔區(qū)47的中間是非孔區(qū)中點(diǎn)48。在環(huán)形空隙中靠近徑向非穿孔區(qū)47的泥漿將只有很少的流體通道，因此，與環(huán)形空隙中靠近徑向穿孔區(qū)45的泥漿相比，會(huì)有較少的過(guò)早脫水的可能。當(dāng)將包含有礫石的泥漿置于環(huán)形空隙34之中時(shí)，徑向非穿孔區(qū)47抑制了泥漿通過(guò)過(guò)濾篩件28的脫水，因而減少了過(guò)早脫水的機(jī)會(huì)。通過(guò)減少過(guò)早脫水的發(fā)生，也就減少了礫石橋的形成。這樣將形成更均勻礫石填充，所含有的礫石橋和空穴比不這樣處理要減少。
當(dāng)徑向非穿孔區(qū)47接近套管沒(méi)有穿孔的部分時(shí)，形成具有更加少的泥漿脫水的區(qū)域，該區(qū)稱作環(huán)形流動(dòng)區(qū)50。圖2B顯示出徑向非穿孔區(qū)47包括了大約180度的弧而套管16有120度相位的孔18。環(huán)形流動(dòng)區(qū)50在環(huán)形區(qū)的徑向非穿孔區(qū)47和套管16的大約120度的無(wú)孔徑向弧之間形成。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，非穿孔區(qū)中點(diǎn)48與套管孔18對(duì)準(zhǔn)，以便使非穿孔區(qū)中點(diǎn)48和最接近的孔18之間的距離最大。這樣對(duì)準(zhǔn)會(huì)產(chǎn)生可能的最大環(huán)形流動(dòng)區(qū)50。例如，對(duì)于具有120度相位的孔的井孔，形成最大非穿孔區(qū)的非穿孔區(qū)中點(diǎn)48的位置是在兩個(gè)孔的中間。這樣，非穿孔區(qū)中點(diǎn)48和各個(gè)孔之間的徑向弧大約在60度。
將井下裝置20與套管16對(duì)中的方法中包括在井下同一進(jìn)程中進(jìn)行打孔和礫石填充操作。另一個(gè)方法可包括采用帶有定位槽的下部填充體30。通過(guò)利用相同的定位槽，套管的孔和和礫石填充操作都能夠?qū)崿F(xiàn)所希望的徑向?qū)?zhǔn)。首先設(shè)置含有定位槽的下部填充體30，然后是打孔器具組件和礫石填充裝置20以不同的行程在井中工作。只要各個(gè)組件含有與定位槽配合的導(dǎo)向部件，就能夠控制套管孔18和填充裝置20的對(duì)準(zhǔn)。另一個(gè)可行的方法包括設(shè)置作為套管16部件的定位鍵或定向陀螺機(jī)構(gòu)。另外的定向方法是利用自然定向作用，這可以在類似管道系統(tǒng)下到井中時(shí)觀察到。具有相似的尺寸和重量的管道在下到同一個(gè)井中時(shí)將具有類似的旋轉(zhuǎn)作用。因此，如果用來(lái)下到井中的管道與用于礫石填充井的管道相似，可以假設(shè)兩個(gè)管道具有相似的旋轉(zhuǎn)作用。這些示例不是打算提出一個(gè)可進(jìn)行徑向?qū)?zhǔn)的廣泛的方法清單，可以使用其它可實(shí)現(xiàn)徑向?qū)?zhǔn)的方法，且不會(huì)對(duì)本發(fā)明的權(quán)利要求構(gòu)成限制。
一種可以用來(lái)形成環(huán)形流動(dòng)區(qū)50的方法將裝置20放置在相對(duì)套管16的偏心位置。這可以通過(guò)在裝置20上設(shè)置偏置機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。偏置裝置可類似于套管對(duì)中器，在進(jìn)行水泥固井前對(duì)中器用于井孔內(nèi)的套管對(duì)中。典型的對(duì)中器包括圍繞圓周間隔設(shè)置的四個(gè)或更多個(gè)弓形彈簧件，使套管與井孔壁建立間距。一種偏置機(jī)構(gòu)類似于對(duì)中器，只是一側(cè)的弓形彈簧件被除去，這種偏置機(jī)構(gòu)朝套管16除去弓形彈簧件的一側(cè)推動(dòng)裝置20。這只是使裝置20偏心位于套管16的方法中的一個(gè)例子，并不打算進(jìn)行廣泛的清單羅列或?qū)Ρ景l(fā)明加以限制。
參考圖2A，在利用本發(fā)明的礫石填充裝置進(jìn)行礫石填充操作中，填充件24，30被調(diào)整到確保管件22和套管16之間的密封。含有礫石的泥漿被泵到管件22中，經(jīng)跨接件26上的孔離開(kāi)管件，進(jìn)入環(huán)形空隙區(qū)34。當(dāng)載體流體脫離泥漿時(shí)出現(xiàn)泥漿脫水。載體流體可以通過(guò)孔18和過(guò)濾篩件28離開(kāi)泥漿。流體可通過(guò)過(guò)濾篩件28然后進(jìn)入管件22。載體流體經(jīng)管件22向上流動(dòng)，直至跨接件26將流體置于在生產(chǎn)填充件24以上的環(huán)形間隙36中，在這里，離開(kāi)井孔10來(lái)到地面。如圖2B所示，本發(fā)明形成了環(huán)形流動(dòng)區(qū)50，通過(guò)限制載體流體通過(guò)過(guò)濾篩件28，流動(dòng)區(qū)有助于減少過(guò)早的脫水。這樣將有助于更加均勻的泥漿脫水和減少礫石填充中礫石橋的產(chǎn)生和形成空穴。一旦泥漿脫水礫石顆粒將更緊密地聚集在一起，充滿礫石的最后的環(huán)形區(qū)稱作礫石填充。
圖3A到3D顯示了如何利用孔18對(duì)準(zhǔn)裝置20來(lái)形成一個(gè)或多個(gè)環(huán)形流動(dòng)區(qū)50的不同的實(shí)施例。套管16可在某些相位和方位打孔。然后可以確定礫石填充裝置20的徑向方位使徑向穿孔區(qū)45的位置相對(duì)孔18對(duì)準(zhǔn)。這將使徑向非穿孔區(qū)47位于靠近套管無(wú)孔區(qū)域的位置。徑向非穿孔區(qū)47對(duì)準(zhǔn)套管無(wú)孔區(qū)域?qū)⑿纬闪鲃?dòng)區(qū)50，流動(dòng)區(qū)要比套管環(huán)形區(qū)中的其它區(qū)域距流體排出通道遠(yuǎn)的多。所形成的環(huán)形流動(dòng)區(qū)50將具有減少的流體排出并因此減少礫石泥漿過(guò)早脫水的危險(xiǎn)。通過(guò)減少礫石泥漿的過(guò)早脫水的發(fā)生，因此本發(fā)明將減少所得到的礫石填充體中礫石橋和空穴的產(chǎn)生圖3E到圖3F顯示了本發(fā)明不同實(shí)施例，其中裝置20相對(duì)套管16偏心放置。
在本申請(qǐng)中的討論和說(shuō)明涉及到垂直的井孔，該井孔具有用水泥固定到適當(dāng)位置的套管，包括可使井孔和可開(kāi)采的地質(zhì)構(gòu)造連通的套管上的孔。本發(fā)明還可以用于完成不帶套管的井孔，同時(shí)用于其方位偏離垂直的井孔。
這里公開(kāi)的特定實(shí)施例只是說(shuō)明性的，可以對(duì)本發(fā)明以不同然而等效的方式進(jìn)行改進(jìn)和應(yīng)用，這些方式對(duì)理解了本文所作說(shuō)明的所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是明顯的。另外，除非在下面的中給以了闡述，否則不應(yīng)對(duì)本文所介紹的結(jié)構(gòu)或設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)進(jìn)行限制。因此，很明顯上面介紹的特定實(shí)施例可以變化或改進(jìn)，并且所有的這些改進(jìn)應(yīng)被認(rèn)作屬于本發(fā)明的范圍和精神實(shí)質(zhì)，因此本申請(qǐng)所尋求的保護(hù)應(yīng)當(dāng)以后面的權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)井孔穿過(guò)地下區(qū)域的裝置，其包括具有管壁和縱向孔的管件；穿過(guò)所述管件管壁的多個(gè)孔，所述孔限定了至少一個(gè)徑向弧并形成了至少一個(gè)徑向穿孔區(qū)和至少一個(gè)徑向非穿孔區(qū)；和過(guò)濾篩件，其連接在所述管件的外面并將所述孔覆蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述過(guò)濾篩件包括允許流體從中通過(guò)而不允許礫石顆粒通過(guò)的過(guò)濾部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述過(guò)濾篩件包括從由纏繞成螺旋結(jié)構(gòu)的連續(xù)金屬絲，圍繞所述管件外面縱向間隔開(kāi)的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)桿，金屬絲網(wǎng)和帶有槽孔的套管組成的一組部件中選出的過(guò)濾部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括在所述過(guò)濾篩和所述管件中多個(gè)孔之間形成流體可通過(guò)的環(huán)形空隙的間隔塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述過(guò)濾篩件位于具有所述多個(gè)孔的管壁上的至少一段徑向弧范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述過(guò)濾篩件圍繞具有所述多個(gè)孔的管壁上的至少一個(gè)徑向弧。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述過(guò)濾篩件還包括一偏置機(jī)構(gòu)，可使砂篩偏心放置在所述井孔內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在所述井孔內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)徑向非穿孔區(qū)，形成環(huán)形流動(dòng)區(qū)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，將所述砂篩偏心設(shè)置在所述井孔內(nèi)形成環(huán)形流動(dòng)區(qū)。
10.一砂篩，其包括一基線管，具有至少一個(gè)徑向穿孔區(qū)和至少一個(gè)徑向非穿孔區(qū)；和一連接到所述基線管的過(guò)濾篩，其覆蓋至少一個(gè)徑向穿孔區(qū)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的砂篩，其特征在于，所述砂篩包括允許流體從中通過(guò)的多個(gè)孔，所述孔足夠小，可以防止礫石顆粒通過(guò)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的砂篩，其特征在于，所述砂篩包括從由纏繞成螺旋結(jié)構(gòu)的連續(xù)金屬絲、圍繞管件外部縱向間隔開(kāi)的細(xì)長(zhǎng)桿、金屬絲網(wǎng)和帶有槽孔的套管組成的一組部件中選出的過(guò)濾部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的砂篩，其特征在于，所述砂篩還包括偏置裝置，可使所述砂篩偏心放置在井孔中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的砂篩，其特征在于，所述砂篩偏心放置在所述井孔中形成了環(huán)形流動(dòng)區(qū)。
15.一完備的井，包括一生產(chǎn)管道，其具有至少一個(gè)相連通的砂篩；所述至少一個(gè)砂篩包括一基線管，具有至少一個(gè)徑向穿孔區(qū)和至少一個(gè)徑向非穿孔區(qū)；和至少一個(gè)連接到所述基線管的過(guò)濾篩，覆蓋了至少一個(gè)徑向穿孔區(qū)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述完備的井，其特征在于，所述至少一個(gè)砂篩包括允許流體通過(guò)的多個(gè)孔，所述孔足夠小，可阻止礫石顆粒通過(guò)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述完備的井，其特征在于，所述至少一個(gè)砂篩包括從由纏繞成螺旋結(jié)構(gòu)的連續(xù)金屬絲、圍繞管件外部縱向間隔開(kāi)的細(xì)長(zhǎng)桿、金屬絲網(wǎng)和帶有槽孔的套管組成的一組部件中選出的過(guò)濾部件。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述完備的井，其特征在于，所述至少一個(gè)砂篩還包括一偏置機(jī)構(gòu)，可使所述至少一個(gè)砂篩偏心放置在井孔內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述完備的井，其特征在于，所述至少一個(gè)砂篩偏心放置在所述井孔中形成環(huán)形流動(dòng)區(qū)。
20.一完備的井，包括具有至少一個(gè)穿孔的井孔套管，所述至少一個(gè)穿孔在所述套管的圓周上根據(jù)穿孔的相位和方位來(lái)設(shè)置；生產(chǎn)管道，具有至少一個(gè)徑向穿孔區(qū)和至少一個(gè)徑向非穿孔區(qū)；和位于所述井孔內(nèi)的所述生產(chǎn)管道形成了環(huán)形流動(dòng)區(qū)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述完備的井，其特征在于，所述生產(chǎn)管道還包括覆蓋所述至少一個(gè)徑向穿孔區(qū)的所述過(guò)濾篩件。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述完備的井，其特征在于，所述井孔套管的所述至少一個(gè)穿孔可通過(guò)控制穿孔的相位和方位來(lái)有選擇地設(shè)置。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述完備的井，其特征在于，所述至少一個(gè)徑向穿孔區(qū)和至少一個(gè)徑向非穿孔區(qū)可通過(guò)有選擇地在所述生產(chǎn)管道打孔來(lái)形成。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述完備的井，其特征在于，所述環(huán)形流動(dòng)區(qū)通過(guò)將所述至少一個(gè)徑向穿孔區(qū)以及所述至少一個(gè)徑向非穿孔區(qū)對(duì)準(zhǔn)所述至少一個(gè)井孔套管的孔來(lái)形成。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述完備的井，其特征在于，所述環(huán)形流動(dòng)區(qū)通過(guò)將所述生產(chǎn)管道置于相對(duì)所述井孔套管的偏心位置來(lái)形成。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述完備的井，其特征在于，所述徑向穿孔區(qū)與所述井孔套管的至少一個(gè)孔徑向?qū)?zhǔn)。
27.一種完備井的方法，包括在所述井設(shè)置砂篩；和在鄰近所述砂篩的地方形成環(huán)形流動(dòng)區(qū)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述井孔套管的預(yù)定相位打孔形成套管孔；設(shè)置砂篩的至少一個(gè)徑向非穿孔區(qū)；和將所述徑向非穿孔區(qū)相對(duì)所述套管孔定位。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述環(huán)形流動(dòng)區(qū)是通過(guò)將所述砂篩設(shè)置在相對(duì)所述井孔套管的偏心位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述環(huán)形流動(dòng)區(qū)是通過(guò)將所述砂篩對(duì)準(zhǔn)所述套管孔并使所述徑向非穿孔區(qū)不靠近所述套管孔來(lái)形成。
31.一種完成井孔的方法，包括在即將完成的井孔設(shè)置(i)一包括具有管壁和縱向孔的管件的裝置，(ii)至少一個(gè)管壁穿孔，所述孔限定了至少一個(gè)徑向弧，并形成至少一個(gè)徑向穿孔區(qū)和和至少一個(gè)徑向非穿孔區(qū)，和(iii)一連接在所述管件外部覆蓋了所述孔的過(guò)濾篩件；將包括礫石顆粒的流體注射到所述井孔和管件之間的環(huán)形空隙，由此所述礫石顆粒置于所述管件和所述井孔壁之間的環(huán)形空隙之中。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述過(guò)濾篩件包括過(guò)濾部件，可允許流體通過(guò)但可阻止礫石顆粒通過(guò)。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述井孔還包括帶有多個(gè)徑向孔的圓柱套管，所述方法還包括將所述裝置定位，使所述管件的孔徑向?qū)?zhǔn)所述套管的孔。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，通過(guò)將所述管件定位在相對(duì)所述圓柱套管的偏心位置形成了環(huán)形流動(dòng)區(qū)。
35.一種完成帶有圓柱套管的井孔的方法，包括在所述套管設(shè)置至少一個(gè)穿孔，所述至少一個(gè)穿孔在所述套管的圓周根據(jù)孔的相位定位；在即將完成的井孔中放置一裝置，所述裝置包括(i)一包括具有管壁和縱向孔的管件，(ii)至少一個(gè)管壁穿孔，所述孔限定了至少一個(gè)徑向弧，并形成至少一個(gè)徑向穿孔區(qū)和和至少一個(gè)徑向非穿孔區(qū)，和(iii)一連接在所述管件外部覆蓋了所述孔的過(guò)濾篩件；定位所述裝置，使所述管件的孔與所述套管的孔徑向?qū)?zhǔn)；和將包括礫石顆粒的流體注射到所述井孔和所述管件之間的環(huán)形空隙，由此所述礫石顆粒置于所述管件和所述井孔壁之間的環(huán)形空隙。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，所述管件的至少一個(gè)徑向孔限定了帶有孔區(qū)中點(diǎn)的徑向穿孔區(qū)，和帶有非孔區(qū)中點(diǎn)的徑向非穿孔區(qū)，所述孔與所述套管孔對(duì)準(zhǔn)使所述非孔區(qū)中點(diǎn)不靠近套管孔。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，所述裝置相對(duì)套管孔對(duì)準(zhǔn)，使非孔區(qū)中點(diǎn)和最近的套管孔的距離最大。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，通過(guò)將所述管件設(shè)置在相對(duì)所述圓柱套管的偏心位置形成了環(huán)形流動(dòng)區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明提供了利用礫石填充操作實(shí)現(xiàn)井孔穿過(guò)地下區(qū)域的改進(jìn)的裝置和方法。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是實(shí)現(xiàn)井孔穿過(guò)地下區(qū)域的裝置,其包括具有管壁和縱向孔的管件。有多個(gè)孔穿過(guò)管件的管壁,這些孔限定了至少一個(gè)徑向弧并形成了至少一個(gè)徑向穿孔區(qū)和至少一個(gè)徑向非穿孔區(qū)。一過(guò)濾篩件設(shè)置在管件的外面將孔覆蓋。該裝置放置在井孔中會(huì)形成一環(huán)形的流動(dòng)區(qū),這樣可以在礫石填充操作期間防止泥漿過(guò)早脫水。
文檔編號(hào)E21B43/02GK1369615SQ02103088
公開(kāi)日2002年9月18日 申請(qǐng)日期2002年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月8日
發(fā)明者G·D·胡爾斯特, R·J·蒂布勒斯 申請(qǐng)人:施盧默格海外有限公司