本发明涉及钻井的完成。一方面，本发明涉及无套管钻孔的二次完成，以便把一个地下结构的渗水地带从同地下结构的其他渗水地带隔离开来。在更为具体的另一方面，本发明涉及生产井的无套管钻井的二次完成，这种生产井曾用强力炸药起爆来激励，使之适宜于在液体驱动过程中注入液体之用，例如，包含着注入二氧化碳（CO2）的增强回收油方法。

尤其是下面所包含的美国专利实施法规（CFR）37（1.5，1.97及1.98）指导和要求的先有技术的陈述。

有些场合，无套管钻井的二次完成对建立钻井与地下结构一渗水地带间流体连通、而又排除与同一地下结构其他渗水地带连通是有利的。

应用这类二次完成是极为有利的场合的实例有：在应用包含着从注入井注入流体到贮有残余的碳氢化合物的渗水地下结构，以使碳氢化合物迁移到生产井中的提高采收率方法，从生产井中把碳氢化合物或油生产到地面。更具体来说，一次生产枯竭后，甚至注水作业完成后，设置包括在注入井中注入二氧化碳的提高采收率方法，而从生产井中生产被移走的碳氢化合物，这样是有利的。

一次生产通常是由无套管孔完成的钻井中完成的。意即，将套管由地面推至生产层面附近，并以水泥原地固定，然后继续钻凿直到深处，完成无套孔。为激励生产，在许多贮油层中，通常采用在钻井中选择的产碳氢化合物或油的高渗水性的地带附近起爆强力炸药的方法。在有多个生产层面，为保证所有具有生产能力的地带为生产而敞开，这种方法 是有效的。由于只有很少有遗漏具生产潜力的区域的可能性，因此，可获得高的生产率，但如该井是加上套管的，并在钻井记录中显示有高生产率的井段中钻凿多个孔眼时，就可能错过个别具潜力的生产地带。

上述生产程序，在一次生产完结之前是有效的。然而，对所有贮油层而终会有一日一次生产成为不经济的时候。当事件发生时，在贮油层中却仍然留有大量的未能回收的油。此时，采用提高采收率方法，例如，在生产井中注入二氧化碳，并从生产中回收迁移的油，这作法经常是有利的。

在这种增强回收油方法的进展中，如无套管钻井中在其钻井轨迹中所具断裂地层是可重组时，以便能把地下结构中有用的渗水地带与该地下结构中其他渗水地带隔离开来，从而节省了另钻新井所用的相当可观的时间、能量和资金，是完全可以实现的。至今，特别是在那些用硝化甘油或其他强力炸药引爆的开放地带，上述有利情况是无法实现的。因而，大量地增加钻凿昂贵的新注入井的新井网是需要的。

本发明的方法，通过将上述那类无套管生产井通过二次完成而把它转化成用于那种流体驱动过程的注入井，是有效且是个相当节约的方法。

先有技术中，已知可在钻井周围用“人造渗水岩石”以形成渗水鞘层以便减少砂质的生产。也已知将热固性树树脂和微粒材料挤过多孔体而进入结构层中的空穴，而后钻出在井中的堵塞物，固化后可减少生产砂质的问题。美国专利3，929，191特别例举这个方法，其中用环氧树脂或酚醛树脂复盖的砂粒通过套管中的多孔挤入结构层中的空穴，上述混合物，在地热的作用下固化成固结的渗水的人造岩石状的块体，钻出井中的堵塞物而空穴中渗水的堵塞物仍留在其原位，因而减少了砂质的生产。

涉及到本发明的其他方法，美国专利3，918，522成为先有技术的实例，它公开了通过套管，灌水泥浆隔离地下结构，而后贯穿有用的地带 钻凿多孔。

然而，很明显，这种程序是当所述的地带因爆破而断裂或生产砂时是无法实现的，因为此时水泥是难于也是不可能挤进空穴中的。

本发明者也注意到美国专利3，542，132美国专利3，999，608美国专利3，107，727、美国专利3，209，823、美国专利3，336，980、美国专利3，708，013、美国专利3，709，298及美国专利3，929，191成为上面具体的讨论而累积资料，或说明这专利申请所要求保护的方法所包含的一系列步骤中一个或其他步骤被该技术应用的状况。

然而，本发明所要求保护的方法的步骤所取得的新成果，没有一个是从上述资料所提供或明显的因上述资料而取得的。

本发明的目的是提供在井身处有断裂地带的无套管钻井的二次完成，例如经重组而把地下结构一渗水地带从其他渗水地带隔离开来的方法。

一个其井身处有断裂地带的无管钻井，通过二次完成进行重组而把地下结构一渗水地带从该地下结构其他渗水地带隔离开来，其方法包括，掏空该钻井无套管部分包括需隔离开的渗水地带，在掏空的井段及断裂地带放置微粒材料，并用粘合剂把微粒材料的微粒粘合起来，并使之固结，而形成渗水人造岩石状物，将无套管的井段钻孔并扩孔，至其直径比原完成为大，以使渗水的人造岩山状物仍然留在断裂地带以及扩孔钻井井壁，但此断裂地带却不与将被隔离的渗水地带附进的隔离地带相邻近。在无套管的井段放置直径稍小的套管，并在扩大之井孔与直径稍小的套管间的空隙灌注水泥浆，在将要隔离开的渗水地带钻凿多个孔，以实现将要隔离开的渗水地带和所述的钻井间建立的流体连通关系。

一方面，曾在钻井中经过强力炸药爆破的无套管生产井通过二次完成转化成供注入二氧化碳驱动方法所用的注入井，由该井注入二氧化碳而使之进入已隔离的地下结构中的渗水地带。

在另一方面，用环氧树脂或酚醛树脂等热固性树脂复盖的微粒材料， 在处于半固化状态时迅速地放置在井中，使之在地温激发下，原地固化，成为渗水性人造岩将物。

图1至8，通过钻孔贯穿地下结构的剖面简图，来说明本发明所推荐的方法，在此方法中，经爆破的无套管生产井，转化成装套管并用水泥固定的钻井，供注入到地下特定渗水地带而不包括其他地下渗水地带。

图1    表示在地下结构中的无套管完成的，且在多个地方经强力炸药爆破过，以便从地下渗水地带增强生产的生产井。

图2    表示本发明所述的方法的具体实施，其中，无套管井段已掏空完毕，并将用半固化粘合物复盖着的微粒材料放置在掏空了的井段和断裂地带。

图3    表示稍后的工序，其中微粒材料已粘合在一起，在掏空的井段中形成渗水的人造岩状大块体，井中并设置有钻头以备在该井段钻出与装套管钻井内径的相同直径的井孔。

图4    表示更后的工序，其中人造渗水岩状大块体钻出工作已完成。

图5    表示更下一步的工序，其中扩孔器在其位上已张开，以便扩开无套管孔井直至其直径稍大于原钻井的直径。

图6    表示扩孔直至无套管孔井的底部后的工序阶段。

图7    说明放置直径较小的套管后，为固定该小套管而灌注水泥浆将要完工阶段的工序。

图8    表示钻井二次完成后并可供向选择的地下渗水地带注入液体用。

本文中的附图与说明，以及所推荐的方法中涉及的实例及其说明，很详细地解释了本发明，将对精于这方面技术的人员提供资料以供他们实施本发明所述的方法。然而，必须清楚，决不可使上述那些成为对本发明整个专利申请中所叙述及权利要求的限制。

图1至8说明本发明所推荐的一种具体的方法，其中一座曾经经过爆破的无套管完成的生产井通过二次完成而转化成注入井，供注入流体 进到选择的地下渗水地带。在各图中用相同的数目字来表示相同的事物。

因此，对应于图1，经爆破无套管完成的生产井用1表示，需按本发明中推荐的方法进行二次完成，如图中所示。钻井之套管为2，固定套管所用水泥浆用3表示（从地面直到生产地带）。通过上土层6由套管完成的井段的底起，钻井4是无套管完成，直到井底5上，7为第一渗水地带，8为第一不渗水地带，9为第二渗水地带，10为第二不渗水地带，11为第三渗水地带，而12为下土层，13    14及15表示空穴，它们是在渗水地带7，9及11通过用强力炸药爆破而形成的，以供提高渗水地带的生产率的目的。空穴中的物质已从井中排出。

对应于图2，具断开部分17及铝质尾端部分18的管形杆16，通过封孔器19而架设起来。该钻杆在钻孔4的无套管部分用夹持器20调校中心。用半固化的酚醛树脂21复盖的粗砂通过管形杆16如泥浆般注入并填满钻孔14及空穴13，14与15。泥浆般流体进入地下结构的渗水地带。

图3所示的阶段中，复盖着的粗砂21在地热的影响下已凝固成固体的渗水的人造岩状物。管形杆16从断开部分17折开。在凝固的固体渗水性岩状物21中留下铝质尾端18及调心用的夹持器20。封孔器19也已被移走，而由端部喷咀24导向的钻杆22及其切削头23（如简图所示）已安装在井中。

图4所示的阶段中，钻杆22已接驳到由端部喷咀24导向的动力切削头23，向下钻通固结的渗水性岩状大块体21，其时，以便在钻孔中向下钻钻出固结的渗水的岩状物大块体21，断开部分17，铝质尾端18及调心夹持器20。所述固结的渗水性的人造岩状物21仍然留在钻井无套管完成部分的空穴13，14及15及钻孔4周围形成薄鞘25。

图5表示过程中稍后的阶段。其中钻杆22及切削头23已被拆卸， 而扩孔器26已装在装套管钻井的底部配，也已被径向张开，当加动力时即可向下旋转，并向下切削以便移走固结的渗水性的岩状物21组成的薄鞘25。并在钻井中切削一新的孔壁。

图6表示过程中的另一阶段。其中，通过钻杆22把动力加到扩孔器上，使之旋转向下以便从钻井的周围切削固结的渗水岩状物的薄鞘25，特别是在钻井中的不渗水地带8和10切削出新的孔壁，而把固结的渗水的岩状物21留在空穴13，14和15中。切削时并把被切削的部分排出钻井之外。

图7，使扩孔器26收缩并利用钻杆22将之从钻中移走。再将直径较小的套管27放置在钻井中，灌水泥浆30以固定其位置，其法是用泥土柱28及擦管栓塞29，把水泥浆逼入环状筒31。待水泥浆30被逼到小套管27的底部后，可让它固化。把泥土28从套管中排出，必要时可把擦管栓塞29移走。必须指出，水泥浆固化后，小套管27与结构层面7，8，9，10，11及12形成流体密封。而水泥则在空穴13，14及15中支持着固结的渗水岩状物。

在说明图8的阶段之前，从套管27内部，钻通套管27及水泥鞘31直到固结的渗水的岩状物填充的空穴14，钻凿出多个孔32，如此在渗水性的地下结构9中建立起套管27的内部和空穴14中的渗水的岩状物21间的流体连通。这样，通过不渗水性的地下结构8和10以及不渗水的水泥鞘31，把流体从渗水性的地下结构7和11隔离开来。

如图8中所示，管形杆33安装在套管27中，与封孔器34一起形成环状套筒35。因此，在选择了地下渗水性地带9后，从地面，沿着管形杆33，通过多孔32及空穴4中渗水的岩状物，流体的连通就可以实现，而与渗水地带7改11的流体连通关系，确被不渗水地带8和10以及不渗水的水泥鞘31所排除。

因此，曾经过爆破的旧无管孔完成的生产井转化成装套管的，并与所需要的地下渗水性地带建立流体连通关系的注入井。

本发明推荐的具体实施方案，已在前面部分联系着附图的详细解说，给予具体地叙述。后面将叙述本发明其他具体实施方案，并将提供更详细的细节。

在基本的具体实施方案中，本发明涉及在装管及灌注过水泥浆的钻井与渗水地带间建立流体连通关系。这种连通是与其他渗水水地下地带隔离开来的，它是通过恢复钻井近处不渗水地带重组有用的渗水地带与其他渗水地带的隔离关系实现的。

前面所述，通过掏空钻井无套管井段来实现，这井段，包括需给予隔离的渗水地带，也包括将需隔离的渗水地带与其他渗水地带分开的不渗水地带。隔离所用填充物料为油田的各种常用填充物料。填充的方法和设备在石油工业中以及油田辅助工业中皆为人们所熟知的。

在已掏空的、包括断裂地带的井段中放置微粒材料，再将微粒材料的粒子用粘合剂粘合起来使之固结，并形成渗水人造岩状物。按本发明推荐的一个方法中微粒是由固体的、易熔的树脂，在部分固化情况下使用。所述的树脂可为酚醛树脂或半固化的环氧树脂。美国专利3，929，191公开了一个使用树脂的适宜方法。在另一个使用方法中，微粒是先放置在所需要的位置上，而粘合剂如酚醛树脂或环氧树脂（或其前身）等，通过推进棒把粘合剂或其前身以棒状形式注入微粒材料中。这种方法，在采油工业中已为人们所熟知的。有关的用品商场上是有销售的。但不论用什么方法，所述微粒是在掏空了的井段中并扩展到断裂地带粘合成渗水的人造岩状块体，从而重组渗水地下地带。

在钻井中，将人造渗水岩状块体钻出并扩孔，使其直径稍大于原完成直径，只是在断裂地带仍留下那些渗人造岩状物，因此重组了该渗水地带。但此地带不与将要隔离的渗水地带邻近的不渗水的隔离地带相邻 近。通常，地下结构中含有许多渗水地带。从相对低产量地带结构中的生产井，经初次生产后，为提高回收率，常在无套管完成的钻井中、用强力炸药进行爆破的方法而达到目的。当然，可能有多个或多重渗水及不渗水地带被多个或多重不渗水的地带所分隔开，而这通常是依赖于具体的贮油层的情况而定。

在钻井无套管完成井段进行钻出和扩孔的一个推荐方法，包括利用铝质尾端管放置未固化的微粒材料、使之在井中固化而形成渗水人造岩状物，切断管状杆以便将铝质尾端管留于固化了的渗水物中，而后用有导向端部喷咀钻头，以便钻孔和扩孔时进行中心调校。从而更精确地移走固化渗水岩状物，达到其中心与原钻井中心叠合。这种钻孔和/或扩孔技术那些精练这方面技术的人员来说是熟知的，也为在石油工业和采油辅助工业工作的人所熟知的。

所述尾端管、夹持器和其它部件元件均可用铝或其它金属制造，即易被酸或其类所侵蚀，因而可用酸或其类处理来腐蚀它们，移走它们。

钻出和扩孔操作工序完成后，在原无套管的井段放置一套管。并将此套管原地用水泥浆固定。通常采油工业及采油辅助工业中熟知的和采用的放置套管及灌水泥浆的工序，是可以采用的。有时，放置套管后，水泥浆是用擦管塞栓和泥土逼到套管底及套管与井所造成环状套筒中。待水泥浆固化后用管形杆把泥土从套管排出井面。这种技术通常也是油田中常用的工序，也为石油开采及钻井辅助工业所熟知。

在套管中及在固化了的水泥鞘中钻出多孔是可用惯常多孔钻凿技术来实现。例如用惯常的多孔钻枪、用高温喷射，研磨射流来完成的。这种技术已被广泛使用，也为人们所熟知的。

当然多个或多重的多孔以打开多个或多重地带如果需要也是可以实现的。

经多孔钻凿后建立渗水的一个或多个目标地带与钻井间的流体连通， 无套管钻井则经二次完成而变成密网钻井，且适宜于用之作注入流体以进入其它需要的地下层面。本发明所推荐的这一方法的应用是把生产井经二次完成而成为注入二氧化碳以提高采收率的注入井。二氧化碳是注入到一次性生产枯竭、但仍基本上含有碳氢化合物或油的结构中，用来驱动油并将之推动到生产井中，供生产到井面并进一步利用。

此处所用的微粒，可包括任何具有必要的结构和化学整体性的固体材料，以形成渗水的固结的且不为贮油层的环境所破坏的人造岩状物。通常如粗砂、豆砾石（1/4-1/2″）及其它级别小石英砾石或其它岩石粉碎成的砾石等材料均可供使用，因它们大量存在且极其廉价。使用能抵受恶劣环境的微粒、如碳粒子、钻粉、玻璃珠、陶磁粒及其他的微粒，也属本发明要求保护的范围。除环氧树脂及酚醛树脂外，其他树脂均可使用，而无机粘合剂或水泥也可使用。只要微粒在贮油层的断裂地带能实现必要的固结，而所使用的粘合剂能抵受环境的破坏，从而可防止在操作中生产的油不止于倒流到钻井中。