專利名稱：重油儲層經(jīng)由水平井筒的排放的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明概括地涉及與地下油井相關(guān)地利用的設(shè)備和執(zhí)行的操作，在本文所述實施
例中，更具體地提供了重油儲層經(jīng)由大體水平的井筒的排放。
背景技術(shù)：
公知廣闊的重油儲層是在包括疏松的弱粘結(jié)沉積物的地層中發(fā)現(xiàn)的。不幸的是，
當(dāng)前使用的從這些地層中提取重油的方法尚未取得令人完全滿意的效果。 重油在這些地層中的移動性很差，因此，期望能夠在地層中形成滲透性更高的平
面。滲透性增大的平面將提高重油在地層中的移動性和/或提高注入蒸汽和溶劑、火燒油
層(in situ combustion)等的效率。 然而，在硬脆的巖石中使用的在其中形成裂縫的方法通常不適用于包括疏松的弱 粘結(jié)沉積物的韌性(ductile)地層。因此，人們將認(rèn)識到，從疏松的弱粘結(jié)地層中排放重油 的技術(shù)需要改進。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的原理實現(xiàn)中，提供了解決本技術(shù)領(lǐng)域中的至少一個問題的油井系統(tǒng)和 方法。在下面描述了一個實例，其中包裹體擴散到包括弱粘結(jié)沉積物的地層中。在下面描 述了另一個實例，其中包裹體促進重油從地層產(chǎn)出到大體水平的井筒中。 —方面，提供了一種從地層中產(chǎn)出流體的改進的方法。該方法包括以下步驟將大 體豎直的包裹體從貫穿(intersecting)地層的大體水平的井筒擴散到地層中。包裹體擴 散到地層的具有小于約750，000psi的體積模量的部分中。 另一方面，提供了一種油井系統(tǒng)，其包括從貫穿地層的大體水平的井筒擴散到地 層中的大體豎直的包裹體。地層包括弱粘結(jié)沉積物。 在仔細思考下文中對本發(fā)明的代表性實施例的詳細描述和附圖之后，這些和其它 的特征、優(yōu)點、益處及目的對于本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員將是顯而易見的，在附圖中，使用相 同的附圖標(biāo)記表示各圖中相似的部件。


圖1為體現(xiàn)本發(fā)明原理的油井系統(tǒng)和相關(guān)方法的示意性局部剖視圖。
圖2為沿圖1的線2-2剖開的貫穿油井系統(tǒng)的放大的示意性剖視圖；
圖3為油井系統(tǒng)的可替換結(jié)構(gòu)的示意性局部剖視圖； 圖4為沿圖3的線4-4剖開的貫穿油井系統(tǒng)的可替換結(jié)構(gòu)的放大的示意性剖視 圖； 圖5A和圖5B為油井系統(tǒng)的另一可替換結(jié)構(gòu)的示意性局部剖視圖，其中，圖5A示 出了流體注入，圖5B示出了流體產(chǎn)出；以及 圖6A和圖6B為油井系統(tǒng)的分別沿圖5A中的線6A-6A和圖5B中的線6B-6B剖開
6的放大的示意性剖視圖。
具體實施例方式
應(yīng)理解，在不偏離本發(fā)明的原理的情況下，可以以各種取向(例如，傾斜、倒置、水 平、豎直等)和各種結(jié)構(gòu)來運用在此描述的本發(fā)明的各個實施例。這些實施例僅作為有效 應(yīng)用本發(fā)明的原理的實例來描述，本發(fā)明不限于這些實施例的任何特定細節(jié)。
在圖1中示意性示出了體現(xiàn)本發(fā)明原理的油井系統(tǒng)IO和相關(guān)的方法。系統(tǒng)10對 于從地層14產(chǎn)出重油12特別有用。地層14可包含疏松的和/或弱粘結(jié)的沉積物，對此傳 統(tǒng)的破裂操作(fracturing operation)不太適合。
本文中使用的術(shù)語"重油"表示具 有較高粘度和高密度的烴，例如瀝青。重油在其天然狀態(tài)(例如未經(jīng)加熱或稀釋)下通常 是不能經(jīng)由油井獲得的，而可通過使用注入蒸汽和溶劑、火燒油層等方法，經(jīng)由油井開采或 獲得。無氣體的重油通常具有大于100厘泊的粘度和小于20度API比重(大于約900千 克/立方米)的密度。 如圖1所示，兩個大體水平的井筒16、 18已經(jīng)鉆入到地層14內(nèi)。兩個套管柱20、 22已安置和粘結(jié)于對應(yīng)的井筒16、 18中。 本文中使用的術(shù)語"套管"表示井筒的保護襯套?？墒褂萌魏晤愋偷谋Ｗo襯套，包 括本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的保護襯套，例如，襯墊、套管、管道等。套管可為連續(xù)的或分 段的、連結(jié)的或非連結(jié)的，可由任何材料(如鋼、鋁、聚合物、合成材料等)制成，并且可經(jīng)過 擴張?zhí)幚砘虿唤?jīng)擴張?zhí)幚?，等等?請注意，套管柱20、22的任一個或兩個不必粘結(jié)在井筒16、18中。例如，井筒16、 18的其中之一或二者在井筒的與地層14相交的部分可不粘結(jié)或為"裸眼(open hole)"。
優(yōu)選地，至少套管柱20粘結(jié)在上井筒16中，且其中具有相連的擴張裝置 (e鄧ansion device) 24。擴張裝置24動作使套管柱20沿徑向向外擴張，并由此使該裝置 附近的地層14膨脹(dilate)，以便開始形成從井筒16向外擴展的大體豎直和平坦的包裹 體(inclusion)26、28。 在第6991037、6792720、6216783、6330914、6443227號美國專利及其同族專利以 及第11/610819號美國專利申請中描述了適合在油井系統(tǒng)10中使用的擴張裝置。這些在 先專利和專利申請的全文在此并入供參考。依據(jù)本發(fā)明的原理，可在油井系統(tǒng)10中使用其 它的擴張裝置。 —旦裝置24動作使套管柱20沿徑向向外擴張，流體即被迫進入膨脹的地層14 中，從而將包裹體26、28擴散到地層中。包裹體26、28不必同時形成，或者說，所有的向上 或向下擴展的包裹體不必一起形成。 地層14可由相對硬而脆的巖石組成，但上述的系統(tǒng)10和方法在由疏松的或弱粘 結(jié)的沉積物形成的韌性地層中發(fā)現(xiàn)了特別有利的應(yīng)用，在這種地層中，通常很難隨著包裹 體的形成對包裹體進行方向或形狀上的控制。 弱粘結(jié)的沉積物是主要的摩擦物質(zhì)，因為它們的粘合強度最小。不具有固有粘合 強度的未粘結(jié)的沙子(即沒有粘結(jié)物將沙粒保持在一起)不能在它的結(jié)構(gòu)內(nèi)形成穩(wěn)定的破 裂并且不能承受脆性破裂。這種材料被歸類為在剪應(yīng)力破裂的摩擦物質(zhì)，而脆質(zhì)的粘合物 質(zhì)(例如堅固的巖石)在正常的應(yīng)力下破裂。
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在本技術(shù)領(lǐng)域中用術(shù)語"內(nèi)聚力(cohesion)"來表示在有效平均應(yīng)力為零的情況下材料的強度。在沉積物僅部分飽和的情況下，因細小顆粒狀沉積物中的毛細管吸引所產(chǎn)生的抽吸壓力或負(fù)的孔隙壓力(pore pressure)，弱粘結(jié)物質(zhì)可能表現(xiàn)出某種表觀內(nèi)聚力(即parent cohesion)。上述抽吸壓力在低有效應(yīng)力下將顆粒保持在一起，并由此通常稱作表觀內(nèi)聚力。 抽吸壓力并沒有將沉積物的顆粒真正地粘結(jié)在一起，這是因為沉積物的完全飽和
會使抽吸壓力消失。表觀內(nèi)聚力通常是強度的如此之小的一個組成部分對于堅固的巖石
不能有效地測量到表觀內(nèi)聚力，而表觀內(nèi)聚力僅在測試極弱粘結(jié)的沉積物時變得明顯。 地質(zhì)意義堅固的物質(zhì)(例如，相對堅固的巖石)在正常的石油儲層深度表現(xiàn)得像
脆性物質(zhì)，但在很深的深度(即在非常高的束縛應(yīng)力下)或者非常高的溫度下，這些巖石可
表現(xiàn)得像韌性摩擦物質(zhì)那樣。疏松的沙子和弱粘結(jié)的地層則從很淺的深度到很深的深度表
現(xiàn)得像韌性摩擦物質(zhì)，并且這些物質(zhì)的表現(xiàn)本質(zhì)上不同于展現(xiàn)出脆性破裂性質(zhì)的巖石。韌
性摩擦物質(zhì)在剪應(yīng)力下破裂，并因摩擦性的滑動、旋轉(zhuǎn)以及移動而消耗能量。 在石油儲層上，作為控制沙子的手段，大范圍地進行弱粘結(jié)沉積物的傳統(tǒng)的液壓
膨脹。該過程通常稱作"壓裂充填"。在典型的操作中，在想要進行破裂的地層間隔處對套
管進行穿孔，并對地層注入不含支撐劑的低凝膠填充物的處理流體，以便形成破裂的期望
的兩翼結(jié)構(gòu)。隨后，充分地增加在處理流體中裝入的支撐劑，以形成破裂的頂端裂紋(tip
screen-out)。以這種方式，破裂的頂端不再擴展，并且破裂和穿孔重新填有支撐劑。 該過程假定像傳統(tǒng)的脆性液壓破裂中那樣形成兩翼結(jié)構(gòu)。然而，該過程 在實驗室或淺地域試驗中尚未被不重復(fù)過。在實驗室實驗和淺地域試驗中，所觀
測到的是被注入流體的混亂的幾何分布，在很多情況下，油井周圍的處理流體的空腔擴張
增長明顯，并且主體地層(host formation)變形或收縮。 因沉積物的顆粒之間占主導(dǎo)地位的摩擦特點和低內(nèi)聚力，在生產(chǎn)中弱粘結(jié)沉積物表現(xiàn)得像韌性摩擦物質(zhì)。這樣的物質(zhì)不"破裂"，因此，與對硬脆巖石進行的傳統(tǒng)的液壓破裂相比，在這些物質(zhì)中不存在固有的破裂過程。 線性彈性破裂方法通常不適用于弱粘結(jié)沉積物的情況。在弱粘結(jié)沉積物中使粘性的平坦的包裹體擴散的知識庫主要來自過去十年的近期經(jīng)驗，而關(guān)于粘性流體在這些沉積物中擴散的過程則大部分仍是未知的。 然而，本發(fā)明提供的信息使得液壓破裂、巖土力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┓椒ê拖到y(tǒng)10，以啟動和控制粘性流體在弱粘結(jié)沉積物中的擴散。粘性流體在這些沉積物中的擴散過程包括在擴散的粘性流體40的頂端30的附近除去地層，引起地層14膨脹，由此產(chǎn)生朝向該膨脹區(qū)域的孔隙壓力梯度。隨著地層14在行進的粘性流體40的頂端30處膨脹，孔隙壓力在上述頂端處急劇減小，致使圍繞頂端的孔隙壓力梯度增大。
在包裹體26、28的頂端30處的孔隙壓力梯度致使迅速頂端周圍的地層14液化、空化(cavitation)(脫氣)或流化(fluidization) 。 SP，由于地層的強度、結(jié)構(gòu)以及地層應(yīng)力已被流化過程破壞，所以在膨脹區(qū)域中的地層14圍繞著頂端30像流體那樣動作，并且地層中的這種流化區(qū)域直接位于粘性流體32的前方，擴散的頂端30對于粘性流體進一步擴散而言是具有最小阻礙的平坦路徑。至少在這種方式下，系統(tǒng)io和相關(guān)的方法提供了對行進的包裹體26、28的方向和形狀的控制。
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粘性流體32的動作特性優(yōu)選受控，以確保擴散的粘性流體不會超過流化區(qū)域而導(dǎo)致擴散過程失控。因此，流體40的粘性和注入流體的體積流量應(yīng)被控制，以確保在包裹體36擴散經(jīng)過地層12的同時繼續(xù)保持上述條件。 例如，流體32的粘性優(yōu)選大于約100厘泊。然而，如果在系統(tǒng)10和方法中使用泡沫流體32，則可在仍保持對包裹體26、28的方向和形狀控制的同時允許更大范圍的粘度和注入速率。 系統(tǒng)10和相關(guān)的方法適用于弱粘結(jié)沉積物的地層，這種地層具有比在關(guān)心的深度占主導(dǎo)地位的豎直過載應(yīng)力更低的粘合強度。低粘合強度在此限定為不大于400磅/平方英寸(psi)加上在擴散深度的平均有效應(yīng)力(p')的0.4倍。
c< 400psi+0.V (1)
其中c為粘合強度，而p'為地層14中的平均有效應(yīng)力。 這種弱粘結(jié)沉積物的實例是沙子和砂巖地層、泥巖、頁巖以及粉砂巖，所有這些物質(zhì)都具有固有的低粘合強度。臨界狀態(tài)土力學(xué)有助于確定物質(zhì)何時表現(xiàn)得像能夠脆性破裂的粘合物質(zhì)那樣，或物質(zhì)何時主要表現(xiàn)得像韌性摩擦物質(zhì)那樣。 弱粘結(jié)沉積物的特征還在于由于缺少顆粒之間的內(nèi)聚粘結(jié)，所以在低有效平均應(yīng)力下具有柔軟的骨架結(jié)構(gòu)。另一方面，在載荷因平均應(yīng)力增大而增大的情況下，非常堅硬的巖石的體積不會大幅減小。 在孔隙彈性技術(shù)中，斯凱普頓B參數(shù)(Skempton B parameter)是沉積物的與沉積物的孔隙內(nèi)包含的流體相比的特有剛度指標(biāo)。斯凱普頓B參數(shù)是平均應(yīng)力在未排放狀態(tài)下增大升高時物質(zhì)中的孔隙壓力升高的指標(biāo)。 在堅硬的巖石中，巖石骨架承受了平均應(yīng)力的增大，因此，孔隙壓力不升高，S卩，相
當(dāng)于斯凱普頓B參數(shù)值為0或大約為0。但在松軟的土壤中，在平均應(yīng)力增大的情況下，土
壤骨架(soil skeleton)容易變形，因此，在未排放狀態(tài)下，由孔隙流體來承受平均應(yīng)力的
增大(相當(dāng)于斯凱普頓B參數(shù)為1或大約為1)。 以下公式示出了這些參數(shù)之間的關(guān)系 u = Bp (2) B = (Ku-K) / ( a Ku) (3) a = 1-(K/KS) (4) 其中u為孔隙壓力的增量，B為斯凱普頓B參數(shù)，p為平均應(yīng)力的增量，Ku為未排放的地層體積模量，K為排放的地層體積模量，a為Biot-Willis孔隙彈性參數(shù)，Ks為地層顆粒的體積模量。在系統(tǒng)10和相關(guān)的方法中，地層14的體積模量K優(yōu)選小于約750， OOOpsi。
對于在弱粘結(jié)沉積物中使用系統(tǒng)10和方法，斯凱普頓B參數(shù)優(yōu)選如下所示
B > 0. 95exp (-O. 04p ， ) +0. 008p' (5) 系統(tǒng)10和相關(guān)的方法適用于弱粘結(jié)沉積物(例如致密砂巖、泥巖以及頁巖)的地層，其中期望廣闊的被支撐的豎直的可滲透排放面相交于砂巖透鏡體(sand lense)并為來自地層的大量氣體產(chǎn)物提供排放路徑。在包含重油(粘度> 100厘泊)或通常稱作油砂的瀝青(極高的粘度> 100，000厘泊)的弱粘結(jié)的地層中，被支撐的豎直的可滲透排放面為來自這些地層的冷產(chǎn)物提供了排放路徑，并為蒸汽、溶劑、油以及熱提供了通路，以提高石油烴的移動性，并由此協(xié)助從地層中提取烴。在高滲透性的弱沙地層中，側(cè)邊長度大的可滲透排放面致使儲層中的壓力下降到更低，這使得朝向井筒起作用的流體梯度減小，導(dǎo)致地層中對細屑(fine)的拉力減小，使得流到井筒中的地層細屑減少。 盡管本發(fā)明設(shè)想，可滲透的排放路徑的地層(大體側(cè)向延伸、離開豎直或近似豎直的井筒14)穿過地層14，并沿相對的方向大體處于與井筒垂直的平面中，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，可如下在地層中實施本發(fā)明其中可滲透的排放路徑和井筒可沿除豎直以外的方向(例如沿傾斜或水平的方向)延伸。而且，平坦的包裹體36不一定用于排放，因為在一些情況中可能期望專門用平坦的包裹體將流體注入到地層14內(nèi)，以在地層中形成不可滲透的屏障等。 圖2示意性示出了油井系統(tǒng)10的放大的剖視圖。該視圖示出了包裹體26、28已形成之后并且重油12正在從地層14中產(chǎn)出的系統(tǒng)10。 請注意，從上井筒16朝向下井筒18向下擴展的包裹體26既可用于將流體34從上井筒注入到地層14中，又可用于將重油12從地層產(chǎn)出到下井筒中。注入的流體34可為蒸汽、溶劑、火燒油層中的燃料或任何其它類型的用于增進重油12的移動性的流體。
如果套管柱22被粘結(jié)在井筒中，則重油12諸如經(jīng)由穿孔36被容置在下井筒18中。可替換地，套管柱22可為開孔或開槽的襯墊(該襯墊處于井筒18的裸露部分中，以礫石填充)，等等。然而，應(yīng)該清楚地認(rèn)識到，本發(fā)明不限于井筒16、18中，用于將流體34注入到地層14中或從地層中獲得重油12的任何特定的設(shè)備或構(gòu)件配置。 現(xiàn)在另參考圖3，其示意性示出了油井系統(tǒng)10的一種可替換的結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，不使用下井筒18和包裹體26。取而代之，用擴張裝置來促使向上擴展的包裹體28開始形成并擴散到地層14中。 在圖4中示意性示出了圖3的油井系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)的放大的剖視圖。在該視圖中可看出，包裹體28可用于將流體34注入到地層14中和/或使重油12從地層產(chǎn)出到井筒16中。 請注意，圖3和圖4中示出的裝置24與圖l和圖2中示出的裝置略微不同。具體地，圖4中示出的裝置24僅有一個對應(yīng)于零度相位的最終包裹體28的膨脹開口 ，而圖2中示出的裝置24有兩個對應(yīng)于180度的相對相位的包裹體26、28的膨脹開口。
然而，應(yīng)該認(rèn)識到，在不偏離本發(fā)明的原理的情況下，可在本文描述的各種結(jié)構(gòu)的油井系統(tǒng)10中應(yīng)用任何相位或相對相位的組合。例如，圖3和圖4的油井系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)可包括具有180度相對相位的擴張裝置24，在這種情況下，可在該結(jié)構(gòu)中形成向上擴展的包裹體26和向下擴展的包裹體28。 現(xiàn)在另參考圖5A和圖5B，其示意性示出了油井系統(tǒng)10的另一可替換的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)在很多方面與圖3的結(jié)構(gòu)類似。然而，在這種形式的油井系統(tǒng)10中，包裹體28被交替地用于將流體34注入到地層14中(如圖5A所示)和將重油12從地層產(chǎn)出到井筒16中(如圖5B所示)。 例如，流體34可為蒸汽，其在一段延長的時間中被注入到地層14中，以加熱地層中的重油12。在適當(dāng)?shù)臅r刻，停止蒸汽注入，并將被加熱的重油12產(chǎn)出到井筒16中。因此，包裹體28既被用于將流體34注入到地層14中，又被用于將重油12從地層產(chǎn)出。
圖6A示意性地示出了圖5A的油井系統(tǒng)10在注入操作中的剖視圖。圖6B示意性地示出了圖5B的油井系統(tǒng)10在產(chǎn)出操作中的另一剖視圖。
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如上面對圖3的油井系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)所述的，任何相位或相對相位的組合均可用于圖5A至圖6B的油井系統(tǒng)中的裝置24。另外，可在圖5A至圖6B的油井系統(tǒng)10中形成向下擴展的包裹體26。 盡管各種結(jié)構(gòu)的油井系統(tǒng)IO在上面描述為用于從地層14中獲得重油12，但是
應(yīng)該清楚地認(rèn)識到，可使用結(jié)合了本發(fā)明原理的油井系統(tǒng)和相關(guān)的方法產(chǎn)出其它種類的流
體。例如，在不偏離本發(fā)明的原理的情況下，可產(chǎn)出密度和粘度較低的石油流體。 現(xiàn)在可全面地認(rèn)識到，上面的詳細描述提供了用于改進從地層14中產(chǎn)出流體(例
如重油12)的油井系統(tǒng)10和相關(guān)方法。該方法包括下列步驟將一個或多個大體豎直的包
裹體26、28從貫穿地層的大體水平的井筒16擴散到一個或多個地層14中的步驟。包裹體
26、28優(yōu)選擴散到具有小于約750， 000psi的體積模量的地層14的一部分中。 油井系統(tǒng)10優(yōu)選包括從貫穿地層的井筒16擴散到地層14中的大體豎直的包裹
體26、28。地層14可包括弱粘結(jié)沉積物。 包裹體28可擴展到井筒16上方。該方法還可包括使另一大體豎直的包裹體26擴散到位于井筒16下方的地層14。擴散包裹體26、28的步驟可同時進行或者可分別地進行。 包裹體26可沿朝向貫穿地層14de大體水平的第二井筒18的方向擴散?？蓪⒘黧w34從井筒16注入到地層14中，并且可將另一流體12從地層產(chǎn)出到井筒18中。
上述擴散步驟可包括朝向貫穿地層14的大體水平的井筒18來擴散包裹體26。該方法可包括使相應(yīng)井筒16、 18中的套管20、22沿徑向向外擴張。 該方法可包括下列步驟交替地將流體34從井筒16注入到地層14中，和將另一流體12從地層產(chǎn)出到井筒中。 上述擴散步驟可包括在擴散步驟期間，減小地層14中在包裹體26、28的頂端30處的孔隙壓力。擴散步驟可包括增大地層14中在包裹體26、28的頂端30處的孔隙壓力梯度。 地層14的一部分可包括弱粘結(jié)沉積物。上述擴散步驟可包括在包裹體26、28的頂端30處將地層14流化。地層14可具有小于400磅/平方英寸再加上地層中在包裹體26、28的深度的平均有效應(yīng)力的0.4倍的粘合強度。地層可具有大于0. 95exp(-0. 04p' )+0.008p'的斯凱普頓B參數(shù)，其中p'為在包裹體26、28的深度的平均有效應(yīng)力。 上述擴散步驟可包括將流體32注入到地層14中。流體注入步驟中的流體32的粘度可大于約100厘泊。 當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在仔細思考本發(fā)明的代表性實施例的上述說明之后很容易預(yù)見到，可對這些具體的實施例進行各種修改、添加、替換、刪除以及其它的變化，并且這些變化均在本發(fā)明原理的范圍內(nèi)。因此，應(yīng)清楚地認(rèn)識到，前面的詳細描述僅是以說明和示例的方式給出的，本發(fā)明的原理和范圍僅由所附權(quán)利要求及其等同方案限定。
1權(quán)利要求
一種從地層進行產(chǎn)出的改進的方法，所述方法包括以下步驟將大體豎直的第一包裹體從貫穿所述地層的大體水平的第一井筒擴散到所述地層中，所述第一包裹體擴散到所述地層的具有大于0.95exp(-0.04p′)+0.008p′的斯凱普頓B參數(shù)的部分中，其中p′為在所述第一包裹體的深度的平均有效應(yīng)力。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一包裹體在所述第一井筒的上方擴展。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟將大體豎直的第二包裹體擴散到位于 所述第一井筒的下方的所述地層中。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第一和第二包裹體的擴散步驟是同時進行的。
5. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第一和第二包裹體的擴散步驟是分別進行的。
6. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第二包裹體的擴散步驟還包括沿朝向貫穿所 述地層的大體水平的第二井筒的方向，擴散所述第二包裹體。
7. 如權(quán)利要求3所述的方法，還包括以下步驟將第一流體從所述第一井筒注入到所 述地層中；以及將第二流體從所述地層產(chǎn)出到所述第二井筒中。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述擴散步驟還包括朝向貫穿所述地層的大體水 平的第二井筒，擴散所述第一包裹體。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟交替地將第一流體從所述第一井筒注 入到所述地層中，和將第二流體從所述地層產(chǎn)出到所述第一井筒中。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述擴散步驟還包括在所述擴散步驟期間，減小 所述地層中在所述第一包裹體的頂端處的孔隙壓力。
11. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述擴散步驟還包括增大所述地層中在所述第一 包裹體的頂端處的孔隙壓力梯度。
12. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述地層的所述部分包括弱粘結(jié)沉積物。
13. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述擴散步驟還包括在所述第一包裹體的頂端處 將所述地層流化。
14. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述地層具有如下粘合強度該粘合強度小于400磅/平方英寸與所述地層中在所述包裹體的深度的平均有效應(yīng)力的0. 4倍之和。
15. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述地層具有小于約750， OOOpsi的體積模量。
16. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述擴散步驟還包括將流體注入到所述地層中。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述流體注入步驟中的流體的粘度大于約100厘泊。
18. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括以下步驟使所述第一井筒中的套管沿徑向向外 擴張。
19. 一種油井系統(tǒng)，包括大體豎直的第一包裹體，其從貫穿地層的大體水平的第一井筒擴散到所述地層中；并且其中所述地層包括弱粘結(jié)沉積物。
20. 如權(quán)利要求19所述的油井系統(tǒng)，其中所述第一包裹體擴散到所述地層的具有小于 約750， 000psi的體積模量的部分中。
21. 如權(quán)利要求19所述的油井系統(tǒng)，其中所述第一包裹體從所述第一井筒向上擴展。
22. 如權(quán)利要求21所述的油井系統(tǒng)，還包括大體豎直的第二包裹體，其擴散到所述地 層中并從所述第一井筒向下擴展。
23. 如權(quán)利要求22所述的油井系統(tǒng)，其中所述第二包裹體沿朝向貫穿所述地層的大體 水平的第二井筒的方向擴展。
24. 如權(quán)利要求22所述的油井系統(tǒng)，還包括第一流體，其從所述第一井筒注入到所述 地層中；和第二流體，其從所述地層產(chǎn)出到所述第二井筒中。
25. 如權(quán)利要求19所述的油井系統(tǒng)，其中所述第一包裹體朝向貫穿所述地層的大體水 平的第二井筒擴展。
26. 如權(quán)利要求19所述的油井系統(tǒng)，還包括第一流體，其從所述第一井筒注入到所述 地層中；和第二流體，其從所述地層產(chǎn)出到所述第一井筒中。
27. 如權(quán)利要求26所述的油井系統(tǒng)，其中所述第一流體的注入與所述第二流體的產(chǎn)出 交替進行。
28. 如權(quán)利要求19所述的油井系統(tǒng)，其中所述地層具有如下粘合強度該粘合強度小 于400磅/平方英寸與所述地層中在所述包裹體的深度的平均有效應(yīng)力的0. 4倍之和。
29. 如權(quán)利要求19所述的油井系統(tǒng)，其中所述地層具有大于 0. 95exp(-0. 04p' )+0. 008p'的斯凱普頓B參數(shù)，其中p'為在所述第一包裹體的深度的 平均有效應(yīng)力。
30. 如權(quán)利要求19所述的油井系統(tǒng)，還包括在所述第一井筒中沿徑向向外擴張的套管。
31. —種從地層進行產(chǎn)出的改進的方法，所述方法包括以下步驟將大體豎直的第一包裹體從貫穿所述地層的大體水平的第一井筒擴散到所述地層的 具有如下粘合強度的部分中該粘合強度小于400磅/平方英寸與所述地層中在所述包裹體的深度的平均有效應(yīng)力的0. 4倍之和。
32. 如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述第一包裹體在所述第一井筒的上方擴展。
33. 如權(quán)利要求32所述的方法，還包括以下步驟將大體豎直的第二包裹體擴散到位 于所述第一井筒的下方的所述地層中。
34. 如權(quán)利要求33所述的方法，其中所述第一和第二包裹體擴散的步驟是同時進行的。
35. 如權(quán)利要求33所述的方法，其中所述第一和第二包裹體擴散的步驟是分別進行的。
36. 如權(quán)利要求33所述的方法，其中所述第二包裹體的擴散步驟還包括沿朝向貫穿 所述地層的大體水平的第二井筒的方向，擴散所述第二包裹體。
37. 如權(quán)利要求32所述的方法，還包括以下步驟將第一流體從所述第一井筒注入到 所述地層中；以及將第二流體從所述地層產(chǎn)出到所述第二井筒中。
38. 如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述擴散步驟還包括朝向貫穿所述地層的大體 水平的第二井筒，擴散所述第一包裹體。
39. 如權(quán)利要求31所述的方法，還包括以下步驟交替地將第一流體從所述第一井筒 注入到所述地層中，和將第二流體從所述地層產(chǎn)出到所述第一井筒中。
40. 如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述擴散步驟還包括在所述擴散步驟期間，減小所述地層中在所述第一包裹體的頂端處的孔隙壓力。
41. 如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述擴散步驟還包括增大所述地層中在所述第一包裹體的頂端處的孔隙壓力梯度。
42. 如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述地層的所述部分包括弱粘結(jié)沉積物。
43. 如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述擴散步驟還包括在所述第一包裹體的頂端處將所述地層流化。
44. 如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述地層具有小于約750， 000psi的體積模量。
45. 如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述地層具有大于O. 95exp(-0. 04p' )+0. 008p'的斯凱普頓B參數(shù)，其中p'為所述第一包裹體深度處的平均有效應(yīng)力。
46. 如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述擴散步驟還包括將流體注入到所述地層中。
47. 如權(quán)利要求36所述的方法，其中所述流體注入步驟中的流體的粘度大于約100厘泊。
48. 如權(quán)利要求31所述的方法，其還包括使所述第一井筒中的套管沿徑向向外擴張的步驟。
49. 一種從地層中進行產(chǎn)出的改進的方法，所述方法包括以下步驟將大體豎直的第一包裹體從貫穿所述地層的大體水平的第一井筒擴散到所述地層中，所述第一包裹體擴散到所述地層的具有小于約750， 000psi的體積模量的部分中。
50. 如權(quán)利要求49所述的方法，其中所述第一包裹體在所述第一井筒的上方擴展。
51. 如權(quán)利要求50所述的方法，還包括以下步驟將大體豎直的第二包裹體擴散到位于所述第一井筒的下方的所述地層中。
52. 如權(quán)利要求51所述的方法，其中所述第一和第二包裹體的擴散步驟是同時進行的。
53. 如權(quán)利要求51所述的方法，其中所述第一和第二包裹體的擴散步驟是分別進行的。
54. 如權(quán)利要求51所述的方法，其中所述第二包裹體的擴散步驟還包括沿朝向貫穿所述地層的大體水平的第二井筒的方向，擴散所述第二包裹體。
55. 如權(quán)利要求50所述的方法，還包括以下步驟將第一流體從所述第一井筒注入到所述地層中；以及將第二流體從所述地層產(chǎn)出到所述第二井筒中。
56. 如權(quán)利要求49所述的方法，其中所述擴散步驟還包括朝向貫穿所述地層的大體水平的第二井筒，擴散所述第一包裹體。
57. 如權(quán)利要求49所述的方法，還包括以下步驟交替地將第一流體從所述第一井筒注入到所述地層中，和將第二流體從所述地層產(chǎn)出到所述第一井筒中。
58. 如權(quán)利要求49所述的方法，其中所述擴散步驟還包括在所述擴散步驟期間，減小所述地層中在所述第一包裹體的頂端處的孔隙壓力。
59. 如權(quán)利要求所述的方法，其中所述擴散步驟還包括增大所述地層中在所述第一包裹體的頂端處的孔隙壓力梯度。
60. 如權(quán)利要求49所述的方法，其中所述地層的所述部分包括弱粘結(jié)沉積物。
61. 如權(quán)利要求49所述的方法，其中所述擴散步驟還包括在所述第一包裹體頂端處將所述地層流化。
62. 如權(quán)利要求49所述的方法，其中所述地層具有如下粘合強度該粘合強度小于400 磅/平方英寸與所述地層中在所述包裹體的深度的平均有效應(yīng)力的0. 4倍的之和。
63. 如權(quán)利要求49所述的方法，其中所述地層具有大于0. 95exp(-0. 04p' )+0.008p' 的斯凱普頓B參數(shù)，其中p'為在所述第一包裹體的深度的平均有效應(yīng)力。
64. 如權(quán)利要求49所述的方法，其中所述擴散步驟還包括將流體注入到所述地層中。
65. 如權(quán)利要求64所述的方法，其中所述流體注入步驟中的流體的粘度大于約100厘泊。
66. 如權(quán)利要求49所述的方法，還包括以下步驟將所述第一井筒中的套管沿徑向向 外擴張。
全文摘要
經(jīng)由水平井筒排放重油儲層的系統(tǒng)和方法。一種從地層中產(chǎn)出流體的改進方法，包括將大體豎直的包裹體從貫穿地層的大體水平的井筒擴散到地層中的步驟。包裹體擴散到地層的具有小于約750,000psi的體積模量的部分中。油井系統(tǒng)包括從貫穿地層的大體水平的井筒擴散到地層中的大體豎直的包裹體。地層包括弱粘結(jié)沉積物。
文檔編號E21B43/24GK101772618SQ200880101472
公開日2010年7月7日 申請日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日
發(fā)明者格蘭特·霍金, 特拉維斯·W·卡萬德, 羅杰·L·舒爾茨 申請人:哈利伯頓能源服務(wù)公司