[發明專利]用于產生地下井中的環形堵塞的系統和方法

無效

• 申請號: 201080054785.0
• 申請日: 2010-10-18
• 公開（公告）號: CN102639810A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: T·G·科比特;L·J·克魯施;J·C·西姆斯;K·K·馬斯科斯;L·C·比安科
• 申請（專利權）人: 雪佛龍美國公司
• 主分類號: E21B33/128
• 分類號: E21B33/128;E21B43/12;E21B23/06
• 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: 劉志強

技術領域

本發明大體上涉及油田鉆井和完井操作，具體地涉及在這樣的操作（特別是諸如包括蒸汽驅的提高采油操作）中使用或進行支持的用于產生井中的環形堵塞的系統和方法。

背景技術

蒸汽驅是用于以其它方式難以從使用傳統資源生產的油藏中生產石油的常用方法。該類型的提高采油（EOR）技術典型地利用散置有生產井的多個注蒸汽井。例如參見1978年7月11日公布的Hutchison等人的美國專利第4,099,563號；和1984年2月14日公布的Shu的美國專利第4,431,056號。

注蒸汽井常常部分地向下套管到緊鄰將注入蒸汽的區域。然而將注入蒸汽的井的區域必須保持通向包括目標油藏的地層。在該區域中，襯管柱典型地延伸一定距離（例如，幾百至幾千米），沿著襯管柱的長度的至少部分具有允許與地層流體連通的狹槽、孔或其它多孔通道。例如參見1990年7月24日公布的Themig美國專利第4,942,925號。

理想地，在蒸汽注入期間，保持至油藏的均勻流體通量。然而實際上，由油藏不均勻性和/或變化油藏壓力而復雜化的環形空間中的無限制流導致至油藏的不均勻流體流。接著，至地層的該不均勻流體通量或流體流減小來自油藏的烴提取總產量。

許多裝置目前在工業中用于保證相當均勻的流體通量離開襯管并且進入地層。這樣的裝置通常引起環形區域內的環形堵塞（即，屏障）（例如參見2003年5月20日公布的Grigsby等人的美國專利第6,564,870號）。在一些情況下，主動地部署這樣的裝置使得采取具體措施以致動和/或產生堵塞（例如，液壓和/或機械致動）。這樣的裝置的下側以及它們的部署方法需要運轉井下機械和/或液壓致動裝置。

在其它情況下，這樣的上述裝置的致動是被動的，不需要直接外部介入，例如包括包裹在彈性材料中的心軸的“膨脹封隔器”，其中在存在引入環形區域中的特定流體的情況下彈性材料膨脹。

考慮到前述內容，一種用于被動地堵塞注蒸汽井中的環形區域的改進方法和/或系統（或包括主動元件的被動堵塞，例如混合堵塞）將是非常有用的，特別地其中這樣的方法和/或系統提供對致動過程的更好控制，而不必運轉井下工具或裝置以機械地和/或液壓地致動環形堵塞封隔器。

發明內容

本發明涉及在提高采油操作（特別是包括注蒸汽（例如，蒸汽驅）的提高采油（EOR）操作）中使用或進行支持的用于產生井中的環形堵塞的系統和方法。在至少一些情況下，本發明的系統和方法實施例利用用于形成環形堵塞的一個或多個被動致動的環形堵塞裝置（和/或混合主動/被動裝置），其中關聯的被動或混合致動至少部分地由熱手段控制，使得可以認為它是熱引導的或熱控制的。這樣的熱引導被動致動可以提供對環形堵塞過程，并且因此對地層和關聯油藏中的總蒸汽注入的顯著更多控制，由此提供更有效的烴回收。

在一些實施例中，本發明涉及用于產生地下（例如，注蒸汽）井中的環形堵塞的第一類型的一種或多種系統，這樣的第一類型的一種或多種系統大體上包括：（a）至少部分可滲透的襯管柱，其位于至少部分地通向含烴地層的井眼的一部分內；（b）密封金屬室，其圍繞所述至少部分可滲透的襯管柱的一部分布置；（c）包含在所述密封金屬室內的材料，其中所述材料初始處于凝聚狀態，但是當加熱到高于某個閾值溫度時轉變為氣態；以及（d）加熱包含在所述金屬室內的所述材料從而實現它轉變為氣態的手段，其中當轉變為氣體時，所述材料增加所述室內的壓力，并且其中當經歷壓力增加時，所述金屬室膨脹使得接合地層，由此在所述至少部分可滲透的襯管柱和地層之間形成環形堵塞。這樣的第一類型的系統實施例可以被看作包括基于室的環形堵塞裝置（或手段），即，在功能上可操作地用于接合地層壁并且實現至少井眼環的區域中的環形堵塞。