[發明專利]用于將元件固定在鉆孔中的方法和系統

有效

• 申請號: 200980146671.6
• 申請日: 2009-11-24
• 公開（公告）號: CN102224319A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: P·D·希爾特;D·H·澤斯林
• 申請（專利權）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: E21B23/01
• 分類號: E21B23/01;E21B47/01
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王會卿

技術領域

本發明涉及一種用于將元件固定在形成于大地地層內的鉆孔中的方法和系統。

背景技術

日益令人感興趣的是以永久性的或半永久性的安放方式將用于勘探大地地下的設備分別應用在大地的地表處(在此旨在包含任何陸地地表或水體下方的表面，例如海床)，應用在感興趣的大地地層(例如含烴流體(天然氣或石油)的儲層)上方。該設備被錨定在所述地表或海床上，并且可提供連續的測量數據流，該測量數據流例如可被用來監控儲層如何衰竭以及井田的哪些部分需要特別關注，以便增加烴的總開采量。

用于勘探地下的設備的一個實例是地震檢波器，該地震檢波器將從地下地層反射的地震波轉換成電信號。另一個實例是水聽器，該水聽器是一種用于將通過地下地質反射的地震波和在水中產生的壓力變動轉換成類似的電信號。

雖然地震檢波器和水聽器用于放置在陸地地表處或放置在海床處，應相信的是將地震檢波器和水聽器放置在大地地表下方(例如地表以下30米或更深)可使得所測量的地震數據的質量顯著提高。在地表處測量的地震數據的很差質量可能是由地表噪音和在很差地聲音形成的頂部土壤的影響而引起的。該影響對于在大地地表下方充分測量的地震信號來說根本不存在或影響較少。

地震檢波器通常包括一個或多個用于將一個或多個方向上的振動轉換成相應電信號的變換器。該變換器被放置在殼體中，并且該變換器還包括支承裝置(比如基座、接地板和萬向支架的長釘)，以用于將殼體相對于大地地表支承在操作位置中。然而，由于明顯的原因，很難將帶有這種支承裝置的地震檢波器適當地布置在大地地表下方的一位置處。如果例如在地下形成水平鉆孔并且地震檢波器(或者水聽器)要被放置在該鉆孔中，則地震檢波器不能以通常方式固定至大地。人們能夠將地震檢波器下放到鉆孔中，而將它們精確地布置在正確的位置處并且將它們固定至孔壁或者固定至設在鉆孔內部的套管如果不是不可能的話也會變得很難。如果地震檢波器既不能適當地定位在鉆孔中又不能牢固地固定至鉆孔，則這可能對該地震檢波器的信噪比產生不利影響。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種用于適當地將至少一個元件布置在形成于大地地層內的鉆孔中的方法和系統。

根據本發明，提供了一種用于將至少一個元件固定在形成于大地地層內的鉆孔中的方法，所述至少一個元件優選是傳感器或閥，所述方法包括：

-將每個元件定位在鉆孔中；

-將可溶脹主體定位在鉆孔中，所述可溶脹主體在與溶脹流體接觸時易于溶脹，其中所述可溶脹主體布置用于在可溶脹主體溶脹時將所述元件壓靠在鉆孔的壁上，以及

-允許溶脹流體接觸可溶脹主體，從而引起可溶脹主體溶脹并且將所述元件壓靠在鉆孔的所述壁上。

在溶脹流體(也就是地層流體和/或由操作者從地表引入鉆孔中的流體)的影響下，可溶脹主體以將元件固定在鉆孔內部的方式膨脹。通過使用可溶脹主體，可相對容易地將元件適當地固定至鉆孔(套管)的壁，以使得在操作過程中，元件可在沿著鉆孔的選定位置處保持固定不動。而且，可溶脹主體可被構造并被布置用于將元件牢固地壓靠在鉆孔的壁上或者壓靠在鉆孔的套管上。如果元件是傳感器，并且該傳感器被牢固地壓靠在地層(即鉆孔壁或套管)上，則傳感器的信噪比可顯著提高。

任何元件(工具、設備、傳感器、閥等)可使用根據本發明的方法在裸井或帶套管鉆孔中固定到位。不需要預先安裝的座或容座，帶有可溶脹主體的元件將耐受幾何(孔的尺寸)變動。

為了避免在元件被插入鉆孔中時可溶脹主體溶脹，以及為了便于將它們插入鉆孔中，優選地，所述至少一個元件包括布置在筒體中的多個元件，其中每個元件通過將所述筒體定位在鉆孔中而定位在鉆孔中，所述方法還包括在從鉆孔取出筒體的同時從所述筒體中移出所述元件，以便將所述元件布置在鉆孔中的選定位置處。

在插入操作期間，元件可容納在筒體中，而且元件僅僅在從鉆孔中取出筒體期間被移出。在元件容納在不透流體的筒體中的一個實施例中，可溶脹主體不暴露于鉆孔內部的任何流體中，或者被封裝在非溶脹流體中，因此，在從筒體中移出元件之前，可溶脹主體沒有溶脹。

適當地，元件通過連接裝置互連以便形成所述元件的串，其中從筒體中移出元件的步驟包括：從筒體移出所述元件中的第一元件，并且將第一元件錨定在鉆孔中，以及隨后通過從鉆孔取出筒體而從筒體中移出剩余的元件。