[發明專利]提供動態瞬時壓力條件以改善射孔特性的方法

無效

• 申請號: 200810149299.1
• 申請日: 2008-09-27
• 公開（公告）號: CN101397899A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: 勞倫斯·A·貝爾曼;布倫登·M·格羅夫;雷蒙德·J·蒂布勒斯;杰里米·哈維
• 申請（專利權）人: 普拉德研究及開發股份有限公司
• 主分類號: E21B43/11
• 分類號: E21B43/11
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 封新琴

技術領域

一般地，本發明涉及在井筒中提供動態瞬時壓力狀態(dynamic?transientpressure?condition)以改善形成于儲層中的射孔的特性。

背景技術

為了完井，對鄰近井筒的一個或多個地層進行射孔，以允許各地層的流體流入生產井到達地表或者允許將注入流體施加到所述地層中。可將射孔槍管柱(perforating?gun?string)降至油井中并觸發射孔槍，從而在套管上形成開口并使射孔延伸到周圍地層中。

射孔孔道形成的爆炸性使地層的砂粒散落。在各射孔孔道周圍形成一層滲透性低于原始地層基巖(virgin?formation?matrix)的“震動損害區(shockdamaged?region)”。該過程還可造成充滿巖石碎片的孔道，巖石碎片中混雜著射孔彈碎片。損害程度以及孔道中的松散碎片量會削弱生產井的產能或注入井的注入能力。

為獲得清潔的射孔并消除射孔損害，可進行負壓射孔，即在井筒壓力低于地層壓力時進行射孔。人們已經采用斯倫貝謝的PURE(Perforating?forUltimate?Reservoir?Exploitation)技術，以在形成射孔之后立即提供瞬時負壓，進而降低或消除射孔損害并提高產能或注入能力。

然而，已證實在某些情況下僅使用瞬時負壓不能提供最佳射孔。

發明內容

一般地，根據一種實施方案，用于油井的方法包括在井筒層段(wellboreinterval)中形成瞬時過壓狀態(transient?overbalance?condition)，使得井筒層段的壓力大于周圍地層中的儲層壓力，其中形成瞬時過壓狀態致使地層的近井筒區域的壓力升高。井筒層段中的壓力以一定的速度降低，形成相對的負壓狀態，其中井筒層段中的壓力低于地層的近井筒區域中的壓力但高于儲層壓力。

一般地，根據另一種實施方案，用于油井的方法包括利用具有可膨脹部件的裝置在井筒層段中形成過壓狀態，其中使可膨脹部件膨脹以產生瞬時過壓狀態。形成過壓狀態之后，利用該裝置降低井筒層段中的壓力，以在井筒層段和周圍地層的近井筒區域之間形成壓差。

根據以下說明、附圖和權利要求書，其它或可替換的特征將變得顯而易見。

附圖說明

圖1圖示了根據實施方案的用于在井筒層段周圍的地層中形成射孔的工具管柱(tool?string)的部分示范性排列。

圖2示例使用圖1所示的工具管柱中的控壓裝置形成壓力脈沖。

圖3-5示例根據一種實施方案形成瞬時過壓狀態的動態過壓腔裝置(dynamic?overbalance?chamber?device)的實例。

圖6為根據一種實施方案使用工具管柱形成的井筒壓力和近井筒地層壓力隨時間變化的曲線圖。

圖7示例具有調壓室(surge?chamber)的射孔槍。

具體實施方式

在隨后的說明中，闡述大量細節以供理解本發明。然而，本領域技術人員應當理解的是，可在沒有這些細節的情況下實施本發明，并且可對所述實施方案進行各種改變或改進。

如本申請所用，在本說明書中使用表示給定點或要素以上或以下的相對位置的術語“以上”和“以下”、“向上”和“向下”、“上部”和“下部”、“向上地”和“向下地”或者其他類似的術語，以更清楚地說明本發明的一些實施方案。然而，當應用于傾斜或水平井筒所用的設備和方法時，這些術語可指由左向右、由右向左或合適的斜向關系。

根據一些實施方案，使用具有可膨脹部件的動態過壓腔(DOBC)裝置，使所述可膨脹部件膨脹，從而在井筒層段中形成瞬時過壓狀態。在一些實施方案中，可在射孔槍中的聚能射孔彈(shaped?charge)引爆之前形成瞬時過壓狀態，使得在周圍地層中形成射孔孔道的過程中，迫使井筒流體進入射孔，從而提高射孔周圍的孔壓。

還可使用DOBC裝置，通過使DOBC裝置的可膨脹部件收縮或突然停止DOBC裝置可膨脹部件的膨脹，在井筒層段和周圍地層之間形成壓差。在一些實施方案中，DOBC裝置中可膨脹部件的收縮可使井筒層段中壓力的降低速度快于周圍地層壓力。因此，存在一段時間，在這段時間內井筒層段具有低于周圍地層的壓力，從而有效地提供相對負壓狀態，其中至少在地層的近井筒區域中，井筒層段中的壓力低于周圍地層的壓力。地層的近井筒區域是指鄰近井筒的地層區域。在井筒層段和至少地層的近井筒區域之間形成壓差的能力解決了下述問題：例如當儲層壓力相對較低時不易形成真正的負壓狀態。