利用包含形狀記憶材料顆粒的漿體完井的設(shè)備和方法
【專(zhuān)利摘要】在一些方面，本發(fā)明提供了一種執(zhí)行井眼作業(yè)的方法，在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括：將包含流體和具有第一尺寸的形狀記憶顆粒的混合物供給到井眼中的選定區(qū)域中；在從選定區(qū)域排出流體的同時(shí)，將具有第一尺寸的形狀記憶顆粒保留在選定區(qū)域中；和激活保留在選定區(qū)域中的形狀記憶顆粒，以使其膨脹而達(dá)到第二形狀，以用具有第二形狀的形狀記憶顆粒填充選定區(qū)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】利用包含形狀記憶材料顆粒的漿體完井的設(shè)備和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2011年3月29日提交的美國(guó)申請(qǐng)N0.13/074594的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)全部?jī)?nèi)容在此引入作為參考。
【背景技術(shù)】
[0003]1.【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本發(fā)明概括來(lái)說(shuō)涉及利用包含具有一定尺寸的形狀記憶顆粒的漿體執(zhí)行井眼作業(yè)。
[0005]2.相關(guān)技術(shù)的描述
[0006]烴，諸如油和氣，是從地層利用鉆進(jìn)該地層的井眼開(kāi)采的。通過(guò)在井眼中安裝適于從地層向地面輸送包含烴的地層流體的各種裝置而完成鉆井。在某些類(lèi)型的完井中，一砂篩被放置在井眼內(nèi)部和被構(gòu)造成用以將地層流體攜帶至地面的生產(chǎn)管道之間。井眼內(nèi)部與砂篩之間的環(huán)空充填有砂礫(也被稱(chēng)為“沙”)。砂礫提供第一級(jí)過(guò)濾，并穩(wěn)固井眼，允許烴穿過(guò)砂礫流到砂篩，并進(jìn)入生產(chǎn)管道中。
[0007]通常，砂礫充填物包括在充填過(guò)程中形成的間隙(空隙)，這些間隙在砂礫充填已經(jīng)完成之后難以被填充。砂礫充填物中的空隙會(huì)對(duì)井的性能產(chǎn)生不利影響，這是因?yàn)樵搮^(qū)域中的流速可能會(huì)變快，從而導(dǎo)致砂篩被侵蝕并最終導(dǎo)致過(guò)濾失效。本發(fā)明在此提供一種用于利用形狀記憶材料的具有一定尺寸的顆粒填充或充填井眼中的選定區(qū)域(包括環(huán)空)的設(shè)備和方法，其能夠解決某些上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在一些方面，本發(fā)明提供了一種執(zhí)行井眼作業(yè)的方法，包括:將包含流體和具有第一尺寸的形狀記憶材料顆粒的混合物供給到井眼中的選定區(qū)域中；在從選定區(qū)域排出流體的同時(shí)，將具有第一尺寸的形狀記憶材料顆粒保留在選定區(qū)域中；和激活保留在選定區(qū)域中的形狀記憶顆粒，以使其達(dá)到第二膨脹形狀，以用膨脹的形狀記憶顆粒填充選定區(qū)域。
[0009]在其它方面，本發(fā)明提供一種井眼系統(tǒng)，在一個(gè)實(shí)施例中，該井眼系統(tǒng)包括:放置在井眼中的選定位置處的工具；由所述工具和井眼限定的空間；和在該空間中的形狀記憶顆粒，其中形狀記憶顆粒:(i)以第一壓縮狀態(tài)被放置在該空間中jP(ii)在井下被激活，以達(dá)到第二膨脹形狀，以使形狀記憶顆粒填充該空間。
[0010]在此披露的設(shè)備和方法的某些特征的示例概括得相當(dāng)寬泛，以便可以更好地理解下面的示例的詳細(xì)說(shuō)明。當(dāng)然，下文還披露有設(shè)備和方法的附加特征，其形成了權(quán)利要求的主題。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]通過(guò)參照下文的詳細(xì)說(shuō)明并結(jié)合附圖，可以最佳地理解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和其它方面，在附圖中同樣的附圖標(biāo)記通常表示同樣或類(lèi)似的元件，并且在附圖中:[0012]圖1是依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性井眼系統(tǒng)的線條圖，在井眼系統(tǒng)中，選定空間填充有形狀記憶顆粒；
[0013]圖2顯示了依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、在形狀記憶顆粒已經(jīng)被放置在選定空間中之后選定空間的截面；
[0014]圖3A-圖3G顯示了可用于充填選定空間的形狀記憶顆粒的各種形狀；
[0015]圖4A顯示了激活之后的示例性形狀記憶顆粒；
[0016]圖4B顯示了在已被壓縮并保持在環(huán)境溫度之后的圖4A中的形狀記憶顆粒；和
[0017]圖5顯示了圖1中的選定空間中的已被激活之后的形狀記憶顆粒。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明涉及將一定尺寸的形狀記憶顆粒放置在井下空間以用于控制流體的流動(dòng)。在一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種如下的設(shè)備和方法:以合適的形狀和尺寸形成形狀記憶顆粒，以便將這些顆粒輸送至井眼中的選定空間中；在選定空間中輸送并放置或充填這種形狀記憶顆粒，并且激活所放置的這些顆粒以使其與選定空間一致；并且允許某些流體流過(guò)該選定空間，同時(shí)阻止這種流體中存在的某些尺寸的固體通過(guò)。
[0019]圖1是示例性井眼系統(tǒng)100的線條圖，顯示了井眼中的選定空間中的形狀記憶顆粒(即，由一種或多種合適的形狀記憶材料形成的顆粒)的布置。系統(tǒng)100顯示了在巖層111(地層)中形成的深至深度113的井眼110。所示的井眼110具有在地層111中的穿孔112。穿孔112能夠使地層流體(油、氣和水)117從地層111流到井眼110的內(nèi)部IlOa0系統(tǒng)100還顯示了在井眼110中布設(shè)的生產(chǎn)管柱115。生產(chǎn)管柱115包括生產(chǎn)管道或中心管(basepipe) 116，所述生產(chǎn)管道或中心管具有被構(gòu)造成允許地層流體117從地層111流至中心管116的內(nèi)部116a的開(kāi)口或流體通道118。中心管116的具有開(kāi)口 118的部分放置在地層的穿孔112的對(duì)面，使得地層流體117能夠流到中心管116中。系統(tǒng)100還顯示了放置在中心管116周?chē)纳昂Y120，所述砂篩用于控制地層流體117流入中心管116中。
[0020]在一個(gè)方面，砂篩120的尺寸被設(shè)計(jì)成使得在砂篩120的外部120a與井眼110的內(nèi)部IlOa之間形成一環(huán)形空間114(“環(huán)空”)。在該特定實(shí)施例中，環(huán)形空間114是將依照在此所述的方法用形狀記憶顆粒填充或充填的選定空間。所示的砂篩120放置在或包裹在中心管116的外部116b的周?chē)?。包含流體通道134的罩132放置在網(wǎng)130的外部130b的周?chē)?。這樣，網(wǎng)130和罩132的組合件形成了環(huán)繞中心管116的開(kāi)口 118的單元。圖2顯示了砂篩200的截面，其中，具有流體通道212的隔離構(gòu)件210設(shè)置在網(wǎng)130與罩132之間以形成流體通道220，從而有利于地層流體117流入網(wǎng)130中。網(wǎng)130可以由利用任何合適材料的任何結(jié)構(gòu)制成。在一個(gè)方面，網(wǎng)130的尺寸或結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成使得防止地層流體117中包含的固體顆粒流過(guò)網(wǎng)進(jìn)入到中心管116中。商業(yè)應(yīng)用中有各種型式的砂篩，因此這里不再詳細(xì)描述。雖然這里所示的砂篩作為用于限定選定空間124的井下工具，但是，可以利用任何其它合適的裝置來(lái)限定任何空間作為將依照在此所述的方法被形狀記憶顆粒填充的空間。
[0021]為了本發(fā)明的目的，合適的形狀記憶材料是在較低的第一溫度(在此也稱(chēng)為“展開(kāi)前”溫度)能保持在第一(壓縮)形式或狀態(tài)而然后當(dāng)承受較高溫度時(shí)膨脹為第二形式或狀態(tài)的任何材料。能夠在市場(chǎng)上獲得各種型式的形狀記憶材料，因此這里不再詳細(xì)描述。[0022]仍然參照?qǐng)D1，在一個(gè)方面，合適的形狀記憶材料可以首先以具有任何合適的尺寸和形狀的松散體積形成。在一個(gè)方面，該松散體積可以被激活以降低其彈性模量，例如通過(guò)將該材料加熱至其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上(在此被稱(chēng)為“膨脹體積”或“膨脹狀態(tài)”)進(jìn)行激活。然后，將該膨脹體積壓縮或壓實(shí)，同時(shí)將該材料冷卻至環(huán)境溫度(在此也被稱(chēng)為“展開(kāi)前溫度”)。一旦被壓縮的松散體積冷卻至展開(kāi)前溫度，形狀記憶材料就保持壓縮形狀，直到再次被加熱。被壓縮的松散體積可以分解為小尺寸顆粒。所選擇的較小顆粒的尺寸和形狀取決于所希望的應(yīng)用。圖3A-圖3G顯示了各種形狀，其中較小的形狀記憶顆?？梢杂杀粔嚎s的松散體積制成。也可以使用任何其它的形狀。較小的形狀記憶顆粒的尺寸和形狀被選擇為使得其可以有利地以流體混合物的形式輸送至所希望的位置(選定空間)，但不穿過(guò)例如是圖1中所示的網(wǎng)130的網(wǎng)，以及有利于顆粒在壓縮和展開(kāi)這兩種狀態(tài)中的最佳充填。
[0023]圖4A顯示了處于膨脹狀態(tài)中的示例性形狀記憶顆粒400，圖4B顯示了處于壓縮狀態(tài)410中的顆粒400。在該具體情況下，形狀記憶材料被加熱到其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上，然后被合適的物理裝置或器具壓縮，同時(shí)溫度降低至展開(kāi)前溫度或展開(kāi)前溫度以下。一旦形狀記憶顆粒被冷卻至展開(kāi)溫度以下，形狀記憶顆粒就將保持在壓縮狀態(tài)410，直到被激活(激勵(lì))，例如通過(guò)將其加熱至其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上來(lái)進(jìn)行激活。一旦激活，形狀記憶顆粒就將達(dá)到其膨脹尺寸和形狀，直到其被壓縮并同時(shí)將其冷卻至低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度。在此所使用的術(shù)語(yǔ)“記憶”指的是材料承受某些應(yīng)力(例如外部機(jī)械壓縮、真空等)但然后在合適的情況下(例如暴露于通常為加熱的選定形式的能量的情況下)回復(fù)至材料的原始尺寸和形狀的能力。在此所使用的術(shù)語(yǔ)“形狀記憶”指的是材料被加熱到材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(GTT)以上、并接著被壓縮和冷卻至較低溫度保持其壓縮狀態(tài)的能力。但是，然后通過(guò)將同一材料再次加熱至接近其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(GTT)或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上，該材料可恢復(fù)到其原來(lái)的形狀和尺寸，即，其壓縮前的狀態(tài)。這種材料可以包括可被配制成對(duì)于給定應(yīng)用實(shí)現(xiàn)所希望的GTT的某些合成的傳統(tǒng)泡沫材料。例如，可以將泡沫材料配制成具有低于在將會(huì)使用該材料的深度處的預(yù)期井下溫度的GTT0所選擇的材料可以包括傳統(tǒng)的泡沫材料或不同的泡沫材料及其它材料的組合，并且可以選自由下列物質(zhì)構(gòu)成的組:聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯、環(huán)氧樹(shù)脂、橡膠、氟橡膠、腈、三元乙丙橡膠(EPDM)、其它聚合物、或它們的組合。這種介質(zhì)可以包含若干添加劑和/或能變更或改進(jìn)由此形成的形狀記憶材料的性能的其它配方組分。另外，選定空間中充填的形狀記憶顆?？梢园ú煌男螤詈统叽?，并可以使用不同類(lèi)型的形狀記憶材料制造。
[0024]參照回圖1，為用形狀記憶顆粒填充空間114，具有一種或多種選定尺寸的壓縮顆粒172在地面上的混合器174中與合適的流體170 (例如水)混合。流體和形狀記憶顆粒的混合物176被泵180泵送到管道116中，該流體經(jīng)由轉(zhuǎn)換裝置(crossover)184轉(zhuǎn)向流入空間124。流體混合物176中的形狀記憶顆粒172沉積在空間114中以及井眼110的底部114a上，同時(shí)混合物176中的流體170經(jīng)過(guò)罩的開(kāi)口 132、網(wǎng)130以及中心管116中的開(kāi)口118流入中心管116。流體170然后經(jīng)由轉(zhuǎn)向裝置186和通道188循環(huán)至地面。一旦空間114和114a已經(jīng)被形狀記憶顆粒172填充或充填，混合物176的泵送就停止，并且用于這種泵送的設(shè)備被移除。
[0025]仍然參照?qǐng)D1，地層的溫度常常高于空間114和114a中的形狀記憶顆粒172的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在這樣的情況下，地層流體117將會(huì)把形狀記憶顆粒172加熱至一高于其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度，從而引起這種顆粒膨脹，并對(duì)在空間114和114a中充填這種顆粒的過(guò)程中留下的空隙進(jìn)行填充。另外，空間114和114a中的形狀記憶顆粒的膨脹還將使空間124和124a中充填的形狀記憶顆粒與井眼110的內(nèi)部IlOa以及罩132的外部132a —致。但是，在某些情況下，地層溫度可能低于形狀記憶顆粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，因此不能激活選定區(qū)域124中的這些顆粒。在這樣以及其它所希望的情況下，可將具有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tgl)的泡沫記憶顆粒放置到如上所述的選定區(qū)域124中。然后將合適的材料，例如化學(xué)材料，泵送到選定區(qū)域124中，以將其中的泡沫記憶顆粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度臨時(shí)地降低至Tg2 (在該溫度地層溫度將能激活形狀記憶顆粒)。將玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低至地層溫度以下可通過(guò)任意已知的機(jī)構(gòu)或方法實(shí)現(xiàn)，包括但不限于將合適的化合物泵送到充填區(qū)域124中。因?yàn)榈貙訙囟冉咏黅g2或在Tg2以上，所以泡沫記憶顆粒將隨后膨脹。隨著時(shí)間的推移，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低的流體會(huì)被井產(chǎn)物或添加的完井流體置換，使泡沫記憶顆粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度升高至Tg2以上。由于泡沫記憶顆粒玻璃化轉(zhuǎn)變溫度現(xiàn)在將低于Tgl，所以膨脹的泡沫記憶顆粒將然后再次變得接近剛硬。
[0026]圖5顯示了環(huán)形空間114中形狀記憶顆粒172在膨脹之后的示例。圖5顯示了空間114內(nèi)處于膨脹狀態(tài)的某些形狀記憶顆粒520。膨脹的顆粒520的最終形狀將取決于它們?cè)诳臻g114中展開(kāi)時(shí)各自的初始?jí)嚎s形狀和尺寸、這些顆粒在空間114中相對(duì)于彼此的相對(duì)布置以及空間114中存在的任何空隙的尺寸和形狀。使用來(lái)自地層流體117的熱量作為替代方案或附加方案，可以利用人工激勵(lì)使空間114和114a中的顆粒172膨脹。這種人工激勵(lì)可以是經(jīng)由管路180供給至空間114的熱量的形式。其它形式的激勵(lì)可以包括供給電磁波、聲信號(hào)或能夠激活特定形狀記憶顆粒172的任何其它激勵(lì)。
[0027]因而，在一個(gè)方面中，本發(fā)明在此提供一種執(zhí)行井眼作業(yè)的方法，在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括:將包含流體和具有第一(壓縮)尺寸的形狀記憶顆粒的混合物供給到井眼內(nèi)的選定區(qū)域中；在從選定區(qū)域中排出流體的同時(shí)，將具有第一壓縮尺寸的形狀記憶顆粒保留在選定區(qū)域中；和激活保留在選定區(qū)域中的形狀記憶顆粒，以使其達(dá)到第二膨脹形狀。在一個(gè)方面中，具有第一尺寸的形狀記憶顆粒是通過(guò)在高于形狀記憶材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度下壓縮形狀記憶材料、同時(shí)將壓縮的形狀記憶材料冷卻至低于形狀記憶材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度而獲得的顆粒。在一個(gè)方面中，形狀記憶材料為泡沫材料。在另一個(gè)方面中，該方法還可以包括:在激活選定區(qū)域中所保留的形狀記憶顆粒之前，從選定區(qū)域中排出混合物中的流體。在另一個(gè)方面中，該方法還可以包括:在激活選定區(qū)域中所保留的形狀記憶顆粒之后，穿過(guò)所保留的形狀記憶顆粒生產(chǎn)地層流體。在又一個(gè)方面中，形狀記憶顆?？梢酝ㄟ^(guò)從一源向選定空間中的形狀記憶顆粒供熱或者允許來(lái)自地層的熱量將形狀記憶顆粒加熱至這些顆粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上而被激活。在另一個(gè)方面中，選定區(qū)域?yàn)樯昂Y和井眼壁之間的區(qū)域。在一個(gè)方面中，砂篩包括被構(gòu)造成允許流體流過(guò)、但防止壓縮的形狀記憶材料顆粒通過(guò)的篩件。在又一個(gè)方面中，流體混合物的供給包括:將流體混合物從第一通道供給到選定空間中，并允許流體在排出砂篩之后通過(guò)第二通道流至地面。
[0028]在另一個(gè)方面中，在井眼內(nèi)的選定空間中充填控砂材料的方法可以包括:將一管柱放置到井眼中，所述管柱包括具有第一尺寸穿孔的篩件和該篩件內(nèi)部的流體流動(dòng)路徑，其中篩件和井眼之間的空間限定了所述選定空間；將具有第一尺寸的形狀記憶顆粒放置到選定區(qū)域中，使選定區(qū)域中的形狀記憶顆粒膨脹至比第一尺寸大的第二尺寸；允許地層流體從地層流到管柱中，同時(shí)防止固體進(jìn)入管柱中。在一個(gè)方面中，將形狀記憶顆粒放置到選定區(qū)域中包括混合流體和壓縮的形狀記憶顆粒以形成漿體，以及將漿體泵到選定區(qū)域中。在另一個(gè)方面中，使選定區(qū)域中的形狀記憶顆粒膨脹可通過(guò)向形狀記憶顆粒供給蒸汽和允許來(lái)自地層的熱量將選定空間中的形狀記憶顆粒加熱至這些顆粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上而實(shí)現(xiàn)。在另一個(gè)方面中，形狀記憶材料可以包括碳納米顆粒，碳納米顆粒可以被加熱，以將形狀記憶顆粒加熱至玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上。在另一個(gè)方面中，膨脹的形狀記憶顆?？梢耘R時(shí)被冷卻至玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下，以使它們?cè)谶x定空間中被壓縮。
[0029]在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括井眼中的管柱和充填有形狀記憶顆粒的選定區(qū)域，其中，選定區(qū)域已經(jīng)通過(guò)以下步驟用形狀記憶顆粒充填，所述步驟為:通過(guò)供給流體和具有第一尺寸的形狀記憶顆粒的混合物，將具有第一尺寸的形狀記憶顆粒放置到選定區(qū)域中；在從選定區(qū)域中移除流體的同時(shí)，將具有第一壓縮尺寸的形狀記憶顆粒保留在選定區(qū)域中；和激活選定區(qū)域中的具有第一尺寸的形狀記憶顆粒，以使其膨脹至第二尺寸，從而用具有第二尺寸的形狀記憶顆粒充填該選定區(qū)域。在一個(gè)方面中，管柱可以包括任何合適的工具，包括但不限于用于限定井眼中的選定區(qū)域的砂篩。在一種構(gòu)造中,砂篩包括罩以及罩內(nèi)部的網(wǎng),其中網(wǎng)圍繞中心管的外部設(shè)置。
[0030]在又一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于充填井眼中的選定區(qū)域的設(shè)備，其中，在一種構(gòu)造中，該設(shè)備包括位于井眼中的一裝置，該裝置限定了該裝置的外部與井眼的內(nèi)部之間的選定空間，其中該裝置包括具有穿孔的構(gòu)件，用于將流體和形狀記憶材料顆粒的混合物供給到選定區(qū)域中的第一通道，在所述構(gòu)件內(nèi)部的用于允許流體從選定區(qū)域流至地面位置區(qū)域的第二通道，以及構(gòu)造成將混合物經(jīng)由第一通道供給到選定區(qū)域中的源。
[0031]雖然上文針對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是各種各樣的改變對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言都是顯而易見(jiàn)的。所有改變都在所附的權(quán)利要求書(shū)的范圍和精神之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種執(zhí)行井眼作業(yè)的方法，包括: 將包含流體和具有第一尺寸的形狀記憶顆粒的混合物供給到井眼中的選定區(qū)域中； 在從選定區(qū)域中排出流體的同時(shí)，將具有第一尺寸的形狀記憶顆粒保留在選定區(qū)域；和 激活保留在選定區(qū)域中的具有第一尺寸的形狀記憶顆粒，以使得所保留的形狀記憶顆粒中的至少一些顆粒達(dá)到大于第一尺寸的第二尺寸。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，具有第一尺寸的形狀記憶顆粒是通過(guò)在高于形狀記憶材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度下壓縮形狀記憶材料，并同時(shí)將壓縮的形狀記憶材料冷卻至低于形狀記憶材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度而獲得的顆粒。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，形狀記憶材料為泡沫材料。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，選定區(qū)域中的泡沫記憶顆粒具有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，以及其中，該方法還包括:在激活這些顆粒之前，降低選定區(qū)域中的形狀記憶顆粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括:在激活選定區(qū)域中所保留的形狀記憶材料的顆粒之后，穿過(guò)所保留的形狀記憶材料的顆粒生產(chǎn)地層流體。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，激活所保留的形狀記憶材料的顆粒包括下列步驟之一:從地面向所保留的形狀記憶顆粒供熱；和允許來(lái)自地層的熱量加熱所保留的形狀記憶顆粒。`
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，選定區(qū)域位于井下裝置和井眼壁之間。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，該井下裝置為砂篩。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，該井下裝置包括用于將所述混合物供給到選定區(qū)域中的第一通道和用于將所述流體從選定區(qū)域輸送出去的第二通道。
10.一種用控砂顆粒充填井眼中的選定區(qū)域的方法，該方法包括: 將一管柱放置到容納有一裝置的井眼中，所述裝置包括具有第一尺寸開(kāi)口的篩件，該裝置限定位于所述裝置和井眼壁之間的選定區(qū)域； 將包含流體和具有第二尺寸的形狀記憶顆粒的混合物供給到選定區(qū)域中，其中第二尺寸大于第一尺寸，從而允許形狀記憶材料顆粒保留在選定區(qū)域中，并能夠使混合物中的流體流入篩件內(nèi)部的流體流動(dòng)路徑中；和 激活選定區(qū)域中的形狀記憶顆粒，以使這些顆粒膨脹至第三尺寸，以用包括具有第三尺寸的顆粒的形狀記憶顆粒充填該選定區(qū)域。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，供給混合物包括: 混合流體和具有第二形狀的形狀記憶顆粒以形成漿體；以及 將漿體泵到選定區(qū)域中。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，激活選擇區(qū)域中的形狀記憶顆粒包括下列步驟之一:向選定區(qū)域中的形狀記憶顆粒供熱；和允許來(lái)自地層的熱量將選定區(qū)域中的形狀記憶顆粒加熱至選定區(qū)域中的形狀記憶顆粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，形狀記憶顆粒包括碳納米顆粒，以及其中，激活形狀記憶顆粒包括加熱碳納米顆粒。
14.一種井眼系統(tǒng)，其包括:將具有井下工具的管柱放置到井眼中，所述井下工具在井眼中限定出一選定區(qū)域；和 被充填在選定區(qū)域中的形狀記憶顆粒，其中，形狀記憶顆粒已通過(guò)以下步驟被充填: 通過(guò)向選定區(qū)域供給流體和具有第一尺寸的形狀記憶顆粒的混合物，而將具有第一尺寸的形狀記憶顆粒放置到選定區(qū)域中；在從選定區(qū)域移除流體的同時(shí)，將具有第一尺寸的形狀記憶顆粒保留在選定區(qū)域中；和 激活選定區(qū)域中的具有第一尺寸的形狀記憶顆粒，使這些顆粒膨脹至第二尺寸，以用包括具有第二尺寸的形狀記憶顆粒的形狀記憶顆粒充填該選定區(qū)域。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，該井下工具為砂篩，以及其中，選定區(qū)域由砂篩和井眼壁之間的空間限定。
16.一種用于用形狀記憶顆粒充填井眼中的選定區(qū)域的設(shè)備，該設(shè)備包括: 位于井眼中的一裝置，該裝置限定了該裝置與井眼的內(nèi)部之間的選定空間，其中該裝置包括: 一構(gòu)件，所述構(gòu)件具有開(kāi)口，用于將流體和形狀記憶顆粒的混合物供給到選定區(qū)域中的第一通道，用于允許流體從選定區(qū)域流出的位于所述構(gòu)件中的第二通道；以及 被構(gòu)造成將混合物經(jīng)由所述第一通道供給到選定區(qū)域中的源。
17.一種執(zhí)行井眼作業(yè)的方法，包括: 將具有第一尺寸的形狀記憶顆粒放置到井眼中的選定區(qū)域中，具有第一尺寸的形狀記憶顆粒具有第一玻璃化轉(zhuǎn)變溫 度； 使選定區(qū)域中的形狀記憶顆粒的第一玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低至第二玻璃化轉(zhuǎn)變溫度； 將選定區(qū)域中的形狀記憶顆粒加熱至第二玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或第二玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上的溫度，以使具有第一尺寸的形狀記憶顆粒的至少一些顆粒膨脹至第二尺寸。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，降低選定區(qū)域中的形狀記憶顆粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度包括:向選定區(qū)域中的形狀記憶顆粒供給選定流體，所述選定流體被構(gòu)造成使玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低至第二玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，第一玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于緊鄰選定區(qū)域的地層的溫度，第二玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于緊鄰選定區(qū)域的地層的溫度。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，所述方法還包括:在選定區(qū)域中的形狀記憶顆粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度已經(jīng)降低至第二玻璃化轉(zhuǎn)變溫度之后，從選定區(qū)域移除選定流體。
【文檔編號(hào)】E21B43/00GK103459767SQ201280015605
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月29日
【發(fā)明者】E·J·奧馬利 申請(qǐng)人:貝克休斯公司