具有增强的井处理能力的井管滤网 |
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| 申请号 | CN201180059780.1 | 申请日 | 2011-12-06 | 公开(公告)号 | CN103339345A | 公开(公告)日 | 2013-10-02 |
| 申请人 | 哈里伯顿能源服务公司; | 发明人 | H·J·小菲茨帕特里克; | ||||
| 摘要 | 一种具有增强的井处理能 力 的井管滤网组件。井管滤网组件可以包括固定至井管滤网组件的井处理物质，以及井处理激发剂的至少一种反应成分。所述反应成分也可以固定至井管滤网组件。井处理方法可以包括将井管滤网组件在井的井筒中向外膨胀，从而减小井处理物质和井筒壁之间的距离。另一种井处理方法可以包括使井处理激发剂的多种反应成分在井中彼此 接触 ，从而相对于井管滤网组件分散井处理物质。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种井管滤网组件，包括:固定至井管滤网组件的井处理物质，和井处理激发剂的至少一种反应成分，该至少一种反应成分固定至该井管滤网组件。 |
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| 说明书全文 | 具有增强的井处理能力的井管滤网技术领域背景技术[0002] 可以使用各种组合物处理井，以移除或溶解井筒壁上的泥饼，提高井筒贯穿地层 的井筒附近区域的渗透性等等。可以理解，如果提供了使组合物更贴近井筒壁的改善方法， 将获得更优的结果。 [0003] 因此，也可以理解井处理技术需要这种改善。 发明内容[0004] 在下面公开的内容中，提供了改善井处理技术的系统和方法。下面描述的一个实 施例中，井处理物质通过井管滤网组件的膨胀移位成更靠近井筒壁。在下面描述的另一实 施例中，使用了井处理激发剂分散井处理物质。 [0005] 一方面，本发明提供了一种井管滤网组件。该井管滤网组件可以包含固定至井管 滤网组件的井处理物质，以及井处理激发剂的至少一种反应成分。所述反应成分也可以固 定至井管滤网组件。 [0006] 另一方面，本发明提供了一种井处理方法。该方法可以包括将井管滤网组件在井 的井筒中向外膨胀，从而减小井处理物质和井筒壁之间的距离。 [0007] 再一方面，提供了一种井处理方法，该方法包括使井处理激发剂的多种反应成分 在井中彼此接触的步骤，从而相对于井管滤网组件分散井处理物质。 附图说明[0009] 图1为体现本发明原理的井系统和相关方法的代表性局部横截面视图。 [0010] 图2A和2B为沿图1中线2-2穿过井管滤网组件的代表性放大比例横截面视图。 [0011] 图3为沿图2A中线3-3的井管滤网组件单侧的代表性更大比例横截面视图。 [0012] 图4A和4B为井管滤网组件涂层的代表性更大比例的视图。 [0013] 图5-9为井管滤网组件附件的代表生横截面视图。 具体实施方式[0014] 图1典型示出了体现本发明原理的井系统10和相关方法。在井系统10中，井管 滤网组件12安装在井筒14中。井管滤网组件12与管柱16连接作为其一部分，从围绕井 筒14的地层18中生产流体至地面。[0015] 尽管图1显示了井系统10的生产作业，应该理解的是，本发明原理在注入或其它 类型井作业方面也是适用的。尽管图1中显示的井筒14未罩外壳或者说是“裸井”，应该理 解的是，在其它实施例中，井管滤网组件12可以安装在套管井筒或衬里井筒中。如图1中 所示的管柱16的结构、或井管滤网组件12与管柱连接也都不是必须的。 [0016] 因此，应当清楚地理解，本发明原理并不局限于图1中所示的或此处描述的井系 统10的任何细节。相反，井系统配置和方法可能的大变动可以体现本发明原理，并且图1 的井系统10仅仅是用来达到说明这些原理目的的一个实施例。 [0017] 在图1的滤网组件12的一个重要特征中，滤网组件包含井处理物质，从而井处理 物质利用滤网组件传送至井筒14。在各种实施例中，井处理物质可以包含在中心管、外护 罩、过滤部分、这些或其它部件之间的环形区域、滤网组件12中的其它区域中等等。 [0018] 井系统10中使用的合适的井处理物质包括美国专利号7360593、6831044和 6394185，和英国公开号GB2365043中所描述的，其全部并入本文以参考。如果需要，可以使 用其它井处理物质。优选地，井处理物质对溶解井筒14的壁20上以及地层18的井筒附近 区域中的泥饼有效，并且优选地，井处理物质对提高至少井筒附近区域中地层的渗透性有 效。 [0019] 在一个实施例中，滤网组件12在井筒14中径向向外扩展，从而将井处理物质移位 成更靠近井筒壁20 (并且因此，靠近井筒壁上的任何泥饼)。这对促进井处理物质和井筒 14的壁20之间的接触是有利的，或者至少减小了井处理物质和井筒壁之间的距离以提高 处理有效性。 [0020] 在另一个实施例中，滤网组件12搭载井处理激发剂的至少一种反应成分进入井 筒14中。比如，涂覆在滤网组件12的内部、外部和/或侧壁中的涂层可以包含井处理物质 和一种或多种反应成分。通过这种方式，井处理激发剂极为贴近井处理物质，以有效激发井处理。 [0021] 井处理激发剂可以通过各种方式增强井处理反应。比如，当激发剂的各反应成分 彼此接触，将产生气和/或热。气能够促进井处理物质的扩散，因此它与围绕滤网组件12 的泥饼反应更容易和更完全。热能够提高反应率，井处理物质因而溶解泥饼，提高了地层18 井筒附近渗透率等等。 [0022] 一种合适的井处理激发剂由NaNO2 (亚硝酸钠)和NH4Cl (氯化铵)反应生成。该 反应生成物包含热和氮气。其它合适的井处理激发剂由美国德克萨斯州休斯顿的哈里伯顿 能源服务有限公司作为清洁管道的SURETHERM(商标)销售。 [0023] 如果涂层包含井处理激发剂的多个成分，那么当涂层的基质材料溶解后各成分可 以彼此接触并发生反应。涂层基质材料可以通过各种方式溶解，包括但不限于，与水、酸等 接触、PH调节、受热、经历时间，或其它任何方式。 [0024] 如果流体(或载液的泥浆和载液中夹带的固体)循环流动至滤网组件12以溶解 涂层基质材料，井处理激发剂的一种反应成分可以包含在流体中。通过这种方式，各反应成 分(在涂层中，和在循环流体中)可以彼此接触并在井处理物质从涂层中释放的同时发生 反应。 [0025] 现在再参考图2A和2B，其典型示出了井筒14中滤网组件12的放大比例横截面视 图。该实施例的滤网组件12包括内部中心管22、过滤部分24和外部护罩26。[0026] 滤网组件12过滤从地层18流入滤网组件的内部通道30的流体28，以通过管柱 16生产至地面。在注入作业中，流体28将沿相反方向流动。 [0027] 如下面全面描述的，井处理物质和/或井处理激发剂的一种或多种成分可以包含 入或以其它方式固定至滤网组件12，从而它们一同安装在井筒14中。井处理物质和/或井 处理激发剂的反应成分例如可以涂覆在中心管22的内部和/或外部表面、过滤部分24和 /或外部护罩26、置于滤网组件的这些部件中的任意部件之间或之中等等。因此，井处理物 质和/或井处理激发剂的反应成分相对于滤网组件12的部件的任意位置均可遵照本发明 的原理使用。 [0028] 图2A和2B中示意生示出的过滤部分24为单个部件，但应该理解的是，如果需要， 可以使用任意数量的过滤部分，单个过滤部分可以包含任意数量的单个部件或层。过滤部 分24可以包含金属丝网、烧结的、绕接的、预包装的或其它任意类型的过滤部件，以及过滤 部件的任意数量或组合。 [0029] 注意图2A和2B中显示的中心管22、过滤部分24和外部罩管26仅仅是这些部件 的一个实施例，其可包含在滤网组件中。部件的这种组合在体现本发明原理的滤网组件中 并不是必须的，例如，滤网组件12并不必须包含外部罩管26，等等。 [0030] 在图2A的结构中，环32径向形成在滤网组件12和井筒壁20之间。然而，在图2B 中，滤网组件12径向向外扩展，因此环32被去除，或至少很大程度地减小。 [0031] 滤网组件12的扩展使井处理物质极为贴近或可能直接接触井筒14的壁20。如果 滤网组件12也包含井处理激发剂的一种或多种成分，那么该(这些)成分也将通过滤网组 件的扩展极为贴近井筒壁20。 [0032] 注意遵照本发明原理扩展滤网组件12并不是必须的，相反，即使滤网组件12仍保 持如图2A中显示的其结构，上述原理仍然可以实施。 [0033] 现在再参考图3，其典型地示出了滤网组件12的单侧纵向横截面比例放大视图。 在该视图中，可以看出涂层34涂覆在中心管22的内部和外部表面、过滤部分24和外部罩 管上，以及填充了这些部件之间的任意环形空间。 [0034] 使用涂层34的一个优点是其可以防止滤网组件12在井筒14中安装和扩展过程 中堵塞过滤部分24，但当滤网组件安装和扩展后涂层的基质材料36可以容易地溶解。基质 材料36的溶解能够释放井处理物质和/或释放井处理激发剂的一种或多种反应成分。溶 解步骤可以在井管滤网组件12扩展之前、过程中和/或之后进行。 [0035] 现在再参考图4A和图4B，其典型地示出了涂层34的比例放大示意性视图。在图 4A中，涂层至少包括位于基质材料36中的井处理物质38。 [0036] 如果需要，涂层34中也可以包含至少一种井处理激发剂的反应成分40。一旦基质 材料36溶解，井处理物质38和井处理激发剂的反应成分40释放。 [0037] 优选地，井处理激发剂的另一种反应成分42被包含在循环至滤网组件12的流体 中，以溶解基质材料36。比如，涂层34中包含NaNO2 (亚硝酸钠)，当要溶解基质材料36时， NH4Cl (氯化铵)与流体一同循环流动。 [0038] 在图4B的构造中，井处理激发剂的两种反应成分40，42同井处理物质38 —起包 含在涂层34中。通过这种方式，基质材料36溶解后，当反应成分40，42从基质材料释放时 它们能够同井处理物质38 —起彼此接触。[0039] 现在再参考图5，其典型地示出了扩张的井管滤网组件12的另一种结构。在该实 施例中，当中心管22上的环形可膨胀材料44响应于接触特殊流体(其与流体28可以相同， 也可以不同)而膨胀时，独立的多个纵向扩展过滤部分24在井中沿径向向外扩展。这种可 扩展井滤网已知称为“可膨胀筛管”。 [0040] 涂层34能够填充过滤部分24内部、和/或各过滤部分之间的任意空间，能够涂敷 过滤部分外侧等等。井处理物质38、反应成分40和/或反应成分42可以包含在涂层34 中。 [0041] 现在再参考图6，其典型地示出了可膨胀井管滤网组件12的另一种结构。在该实 施例中，过滤部分24包含形状记忆聚合物泡沫体扩张多孔介质，其品种由贝克休斯公司销 售。过滤部分24响应于井内温度升高而沿径向向外扩张。 [0042] 涂层34 (包含井处理物质38、反应成分40和/或反应成分42)能够填充多孔泡沫 体过滤部分24内、过滤部分外侧和/或径向布置在中心管22和过滤部分24之间的排水层 46内的任意空间。涂层34能够涂敷井管滤网组件12的外侧和/或内侧。 [0043] 现在再参考图7，其典型地示出了井管滤网组件12的另一种结构。在该结构中，膨 胀管48径向设置于过滤层24和中心管22之间。当管48膨胀时，过滤部分24向外扩张。 [0044] 涂层34 (包含井处理物质38、反应成分40和/或反应成分42)能够填充过滤部 分24内、过滤部分外侧和/或中心管22和过滤部分24之间的膨胀管48周围的任意空间。 涂层34能够涂敷井管滤网组件12的外侧和/或内侧。 [0045] 现在再参考图8，其典型地示出了井管滤网组件12的另一种结构。图8中所示的 井管滤网组件12在许多方面都类似于由美国德克萨斯州休斯顿的韦瑟福德国际股份有限 公司销售的井滤网ESS (商标)，尽管为了清楚说明而放大了某些比例(比如外罩管26、过 滤部分24和中心管22之间的间隙等等)。在该结构中，中心管22包含割缝衬管或可膨胀 穿孔衬管，外罩管26开槽以易于膨胀。过滤部分24可以包含网状过滤材料。 [0046] 涂层34能够填充过滤部分24的任意空间、过滤部分和中心管22和/或外罩管 26之间的空隙。涂层能够涂敷井管滤网组件12的外侧和/或内侧。现在再参考图9，其典 型地示出了井管滤网组件12的另一种结构。图9中所示的井管滤网组件12在许多方面都 类似于由美国德克萨斯州休斯顿的贝克石油工具股份有限公司销售的井滤网EXPress(商 标)，尽管为了清楚说明而放大了某些比例(比如外罩管26、过滤部分24和中心管22之间 的间隙等等)。 [0047] 在该结构中，中心管22包含割缝衬管或可膨胀穿孔衬管，外罩管26开槽以易于膨 胀。过滤部分24可以包含网状过滤材料制成的多个重叠层。 [0048] 涂层34能够填充过滤部分24的任意空间、过滤部分和中心管22和/或外罩管26 之间的空隙。涂层能够涂敷井管滤网组件12的外侧和/或内侧。 [0049] 现在可以完全理解，本发明在井处理技术领域提供了若干进步。井处理激发剂能 够通过井处理物质促进更有效处理，不论滤网组件是否膨胀。如果用于可膨胀滤网组件，井 处理物质能够更有效地处理井，即使没有井处理激发剂。 [0050] 上述公开内容提供了改进的井管滤网组件12。滤网组件12可以包含固定在井管 滤网组件12上的井处理物质38、和井处理激发剂的至少一种反应成分40，反应成分40也 固定在井管滤网组件12上。[0051 ] 井处理物质38和反应成分40可以包含入涂覆于井管滤网组件12上的涂层34中。 涂层34的基质材料36可以将井处理激发剂的多种反应成分40，42彼此隔离。 [0052] 涂层34的基质材料36可以是可溶解的。涂层34能够防止井管滤网组件12在井 中安装和膨胀过程中该组件12的过滤部分24堵塞。 [0053] 当井处理激发剂的多种反应成分40，42彼此反应时，井处理激发剂能够产生气和 /或热。 [0054] 井处理激发剂可以包含多种反应成分40，42，反应成分包含NaNO2和NH4C1。 [0055] 井处理物质38可以包含渗透生增强剂和/或泥饼溶解剂。 [0056] 井管滤网组件12可以在井中沿径向向外膨胀。井处理物质可以固定至井管滤网 组件12的向外膨胀部分。 [0057] 上述公开的内容还描述了一种井处理方法。该方法可以包括将井管滤网组件12 在井的井筒14中向外膨胀，从而减小井处理物质38和井筒14的壁20之间的距离。这种 距离的缩短可以包括将井处理物质与井筒壁直接接触。 [0058] 该方法可以包括将井处理物质38包含入井管滤网组件12中。 [0059] 该方法可以包括将井处理激发剂的至少一种反应成分40包含入井管滤网组件12 中。 [0060] 该方法可以包括在井中溶解涂层34的基质材料36。该溶解步骤可以在井管滤网 组件12膨胀之前、过程中和/或之后进行。 [0061] 涂层34优选地防止井管滤网组件12在井中安装和膨胀过程中该组件12的过滤 部分24堵塞。 [0062] 上述公开的内容还描述了一种井处理方法，该方法包括使井处理激发剂的多种反 应成分40，42在井中彼此接触的步骤，从而相对于井管滤网组件12分散井处理物质38。 [0063] 可以理解的是，上面描述的各种实施例可以在各种方向实施，比如倾斜、反向、水 平、垂直方向等等，也可以在各种构造下实施，而不脱离本发明原理。附图中说明的实施例 仅仅是作为对本发明实质的有益应用的显示和描述，这些实施例的任意具体细节并不限定 本发明实质。 |
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