技术摘要：
描述了一种用于井眼的衬管，衬管具有侧壁，在侧壁中形成有一个或多个喷嘴，其中，一个或多个喷嘴由临时塞堵塞。还描述了一种完成穿透地下地层的裸眼井的方法，其中，将具有形成有一个或多个喷嘴的侧壁的衬管布置在井中，使得喷嘴与地层连通，其中，一个或多个喷嘴由临 全部
背景技术：
已经研究了油井的不稳定性和由此产生的生产损失，并且以前已经教导了限制和 减少这种损失的方法。这些方法已经应用于油井。 授予Nguyen(“Nguyen”)的欧洲专利第2 253 798号教导了一种从地层中刺激生产 流的方法。该方法包括将酸性流体放入待刺激的地层区域中以部分地溶解地层区域的一部 分。该申请讨论了用于此工艺的酸的类型，并且特别说明水基酸最适合。一旦地层已降解 (达到一定程度)，就会向地层中注入固化流体。该固化流体选自一种粘结流体，例如树脂复 合物、增粘剂和其他导致细小固体颗粒聚结的流体。下一步骤包括用流体清洗该区域，以去 除聚结的材料。清洗流体可以是淡水。其他步骤包括将压裂流体放入地下地层区域，以在其 中产生或至少延伸出裂缝。 授予Ramon(“Ramon”)的美国专利申请第2014/0224807号教导了一种塞子装置，其 中，塞子被构造为引导或遵循通过管状体泵送的可硬化材料(例如水泥)。塞子包括构造为 当暴露于激活流体时变弱的一个或多个部分。在此情况中的材料是受控的电解金属材料。 塞子还包括相互嵌套的多个塞子，其中，引导塞与管状体的壁密封接合。用于降解电解材料 的激活流体可包括盐水、酸和水性流体或其组合。嵌套的塞子还可包括孔，以允许激活流体 渗透并有效地到达引导塞。塞子部分的弱化具体包括溶解一种或多种药剂。 授予Prenner等人(“Prenner”)的美国专利第3,924,677号教导了一种在油井完工 时使用的装置。该装置是延伸穿过井套的侧壁的导管。导管通过由PVC形成的摩擦套管从井 套的内部保持在侧壁中的缩回位置。导管的相对端在一定程度上由牺牲杯体与外部环境隔 开。导管的端部用盐塞密封，该盐塞可屏蔽流体。一旦井套下沉到所需深度并且形成水泥 塞，就手动打碎外保护杯(由铸铁制成)，以露出导管的孔内的盐塞。擦洗井套，这将导致盐 塞溶解以从两侧打开构件。在地层和井套的内部之间通过将是可能的。 Aviles等人(“可溶解的塞孔系统消除了多级刺激中的磨光”；Aviles，Isaac； DARDIS，Michael；JACOB，Gregoire；石油工程师学会，石油技术杂志，2015年6月；“ALVIES”) 教导了一种塞子和喷嘴装置，其用于使井眼衬管堵塞和穿孔，其中，塞座是可溶解的。该新 方法代替了用于移除塞子的机械干预。教导了塞座组件用作塞子的目的并且在已经执行刺 激之后以受控的方式溶解。此过程将释放球并留下全孔内径。另外，本公开教导了将额外的 塞座放下以密封喷嘴。塞座与容器的几何结构相匹配以产生金属对金属的密封。然后将球 从表面落下以落在塞座上，并且完成与前一区域的隔离。在刺激之后塞座可溶解，允许立即 生产。 授予Holderman等人(“Holderman”)的美国专利第9,151,143号教导了一种牺牲可 溶解塞。塞子与限流器串联使用，该限流器设置在井眼外部和井眼内部之间的流体通路中。 3 CN 111587312 A 说 明 书 2/4 页 塞子被构造为当与流体接触时可至少部分地溶解。该流体包含一种配置为溶解塞子的化学 物质。 授予Mailand等人(“Mailand”)的美国专利第9,068,429号教导了一种可溶解工 具，其形成为包括至少一个配置为在流体中溶解的部分的主体。该主体包括屏障，并且该主 体能够移动穿过结构，优选地导管。当主体移动穿过导管时，主体(和屏障)密封导管。移除 此类密封塞的常用技术包括铣削或钻出该密封塞。 转向Prenner，其公开了一种机械和非干预技术的结合，以用于移除塞子。固体和 盐塞容纳在保护井套中的平移中空构件内。通过在最接近于保护井套的内径的一侧为固体 且在相对侧为盐塞，来保护构件的中空性，免受将来进行固井作业的影响。滑动构件借助于 压力从保护井套延伸到井眼，然后在适当位置进行固井。在固井之后，通过机械装置移除中 空构件内的固体塞，其中，井下组件包括在井套内布置的钻头。然后，中空构件内的盐塞暴 露于流体，这导致盐塞溶解，留下通过水泥将井套内部与井眼连接的中空导管。然后，这允 许从井眼通过延伸的中空构件进入导管的流动通道。因此，使用流体溶解塞子是已知的。 Prenner没有公开在不延伸到井眼的衬管的侧壁内的喷嘴内布置的临时塞的使用。 Aviles教导了一种放置在导管的路径中的可溶解物体。Aviles的公开内容与先前 引用的申请的不同之处在于，“塞子”本身不溶解，而是“塞子”(球)所处的塞座溶解。该申请 提供了一种通过溶解限流器来消除通过导管的流路阻塞的替代方法。 Mailand教导了一种主体，其包括可溶解部分和屏障部分。屏障部分与导管的内部 密封接合。与Aviles很像，限流物体的一部分是可溶解的，以提供通过导管的流动通道。 转向Holderman，其公开内容教导了一种具有放置在导管的侧壁中并与限流器结 合的牺牲塞的筛网组件，该限流器与牺牲塞串联运行。当与化学流体接触时，牺牲塞是可溶 解的，以在井眼的内部和外部之间提供通道(通过侧壁、限流器和筛网组件)。Holderman没 有公开塞子的使用，以及延伸穿过衬管的侧壁的喷嘴。Holderman也没有公开在没有使用化 学制品的情况下塞子的溶解。Holderman没有公开在没有使用筛网组件的情况下使用可溶 解的塞子。
技术实现要素：
本申请教导了一种用于移除在衬管中装配到喷嘴的临时塞的方法。该方法被称为 无干预，这意味着不使用物理干预(例如爆破或发射硬化钢子弹)。 目前的方法包括先布置工作管柱，然后将预钻衬管布置到最终位置。预钻衬管是 一种特殊的钻井方法，并且需要大量的时间。另外，该方法还需要布置内管柱。 本申请旨在克服工作管柱和内管柱取代堵塞喷嘴的需要。 为了实现这些目标中的一个或多个，本发明提供了一种用于井眼的衬管，衬管具 有侧壁，在侧壁中形成有一个或多个喷嘴，其中，一个或多个喷嘴由临时塞堵塞。因此，本发 明的意义上的衬管是一种井眼设备，特别是油井井眼设备。这种衬管可用作管道并形成导 管。因此，衬管的侧壁或护套是管道或导管的侧壁，并且具有近端和远端，使得介质可通过 衬管从近端运输到远端和/或反之亦然。临时塞优选地可通过使用堵塞介质来移除，该堵塞 介质在暴露于高温和/或激活流体(优选地是水性流体)时溶解。例如，在激活流体中(且特 别是在水性流体中)溶解的堵塞介质可以是盐。在替代的优选实施例中，临时塞是可通过施 4 CN 111587312 A 说 明 书 3/4 页 加压力循环而移除的机械塞。进一步优选地，本发明的衬管包括衬管顶部封隔器，该衬管顶 部封隔器隔离衬管顶部，使得在操作期间所有流体流通过喷嘴。还优选地，本发明的衬管包 括衬管靴和衬管靴关闭装置，其中，衬管靴关闭装置允许在置换操作期间的循环并随后隔 离衬管靴。在这种优选实施例中，衬管靴关闭装置可被由定时器、射频识别(RFID)、压力、流 或这些的任何组合激活的电子器件关闭。可替代地，其也可被使用由干预装置机械致动的 套筒、用于机械地隔离衬管靴的从表面落下的镖/球或这两者的组合的机械装置关闭。 为了实现上述目标中的一个或多个，本发明还提供了一种完成穿透地下地层的裸 眼井的方法，其中，将具有形成有一个或多个喷嘴的侧壁的衬管布置在井中，使得喷嘴与地 层连通，其中，一个或多个喷嘴由临时塞堵塞。优选地，布置衬管靴关闭阀以允许通过带有 堵塞喷嘴的衬管置换初始流体。进一步优选地，在定位衬管之后，从喷嘴移除临时塞。 为了实现上述目标，本申请还教导了使用可通过非物理装置或无干预方法移除的 临时塞。这是通过使用由特定材料或介质制成的塞子来实现的。该介质最终被溶解，这提供 了不再受阻的通过喷嘴的生产流。塞子的溶解是由于介质的性质以及此介质暴露于温度或 激活流体(通常是水性流体)而导致的。可使用机械塞，并且通过施加压力循环来移除该机 械塞。 附图说明 将参考附图描述本发明，附图中： 图1示出了在衬管中具有标准喷嘴的基本情况油井设计； 图2示出了基本情况油井设计，其示出了将非水性流体置换为水性流体所需的置 换管柱。 图3示出了从基本情况(左侧的实施例)到根据本发明的实施例(中间和右侧的实 施例)的设计的发展。
描述了一种用于井眼的衬管，衬管具有侧壁，在侧壁中形成有一个或多个喷嘴，其中，一个或多个喷嘴由临时塞堵塞。还描述了一种完成穿透地下地层的裸眼井的方法，其中，将具有形成有一个或多个喷嘴的侧壁的衬管布置在井中，使得喷嘴与地层连通，其中，一个或多个喷嘴由临 全部
背景技术：
已经研究了油井的不稳定性和由此产生的生产损失，并且以前已经教导了限制和 减少这种损失的方法。这些方法已经应用于油井。 授予Nguyen(“Nguyen”)的欧洲专利第2 253 798号教导了一种从地层中刺激生产 流的方法。该方法包括将酸性流体放入待刺激的地层区域中以部分地溶解地层区域的一部 分。该申请讨论了用于此工艺的酸的类型，并且特别说明水基酸最适合。一旦地层已降解 (达到一定程度)，就会向地层中注入固化流体。该固化流体选自一种粘结流体，例如树脂复 合物、增粘剂和其他导致细小固体颗粒聚结的流体。下一步骤包括用流体清洗该区域，以去 除聚结的材料。清洗流体可以是淡水。其他步骤包括将压裂流体放入地下地层区域，以在其 中产生或至少延伸出裂缝。 授予Ramon(“Ramon”)的美国专利申请第2014/0224807号教导了一种塞子装置，其 中，塞子被构造为引导或遵循通过管状体泵送的可硬化材料(例如水泥)。塞子包括构造为 当暴露于激活流体时变弱的一个或多个部分。在此情况中的材料是受控的电解金属材料。 塞子还包括相互嵌套的多个塞子，其中，引导塞与管状体的壁密封接合。用于降解电解材料 的激活流体可包括盐水、酸和水性流体或其组合。嵌套的塞子还可包括孔，以允许激活流体 渗透并有效地到达引导塞。塞子部分的弱化具体包括溶解一种或多种药剂。 授予Prenner等人(“Prenner”)的美国专利第3,924,677号教导了一种在油井完工 时使用的装置。该装置是延伸穿过井套的侧壁的导管。导管通过由PVC形成的摩擦套管从井 套的内部保持在侧壁中的缩回位置。导管的相对端在一定程度上由牺牲杯体与外部环境隔 开。导管的端部用盐塞密封，该盐塞可屏蔽流体。一旦井套下沉到所需深度并且形成水泥 塞，就手动打碎外保护杯(由铸铁制成)，以露出导管的孔内的盐塞。擦洗井套，这将导致盐 塞溶解以从两侧打开构件。在地层和井套的内部之间通过将是可能的。 Aviles等人(“可溶解的塞孔系统消除了多级刺激中的磨光”；Aviles，Isaac； DARDIS，Michael；JACOB，Gregoire；石油工程师学会，石油技术杂志，2015年6月；“ALVIES”) 教导了一种塞子和喷嘴装置，其用于使井眼衬管堵塞和穿孔，其中，塞座是可溶解的。该新 方法代替了用于移除塞子的机械干预。教导了塞座组件用作塞子的目的并且在已经执行刺 激之后以受控的方式溶解。此过程将释放球并留下全孔内径。另外，本公开教导了将额外的 塞座放下以密封喷嘴。塞座与容器的几何结构相匹配以产生金属对金属的密封。然后将球 从表面落下以落在塞座上，并且完成与前一区域的隔离。在刺激之后塞座可溶解，允许立即 生产。 授予Holderman等人(“Holderman”)的美国专利第9,151,143号教导了一种牺牲可 溶解塞。塞子与限流器串联使用，该限流器设置在井眼外部和井眼内部之间的流体通路中。 3 CN 111587312 A 说 明 书 2/4 页 塞子被构造为当与流体接触时可至少部分地溶解。该流体包含一种配置为溶解塞子的化学 物质。 授予Mailand等人(“Mailand”)的美国专利第9,068,429号教导了一种可溶解工 具，其形成为包括至少一个配置为在流体中溶解的部分的主体。该主体包括屏障，并且该主 体能够移动穿过结构，优选地导管。当主体移动穿过导管时，主体(和屏障)密封导管。移除 此类密封塞的常用技术包括铣削或钻出该密封塞。 转向Prenner，其公开了一种机械和非干预技术的结合，以用于移除塞子。固体和 盐塞容纳在保护井套中的平移中空构件内。通过在最接近于保护井套的内径的一侧为固体 且在相对侧为盐塞，来保护构件的中空性，免受将来进行固井作业的影响。滑动构件借助于 压力从保护井套延伸到井眼，然后在适当位置进行固井。在固井之后，通过机械装置移除中 空构件内的固体塞，其中，井下组件包括在井套内布置的钻头。然后，中空构件内的盐塞暴 露于流体，这导致盐塞溶解，留下通过水泥将井套内部与井眼连接的中空导管。然后，这允 许从井眼通过延伸的中空构件进入导管的流动通道。因此，使用流体溶解塞子是已知的。 Prenner没有公开在不延伸到井眼的衬管的侧壁内的喷嘴内布置的临时塞的使用。 Aviles教导了一种放置在导管的路径中的可溶解物体。Aviles的公开内容与先前 引用的申请的不同之处在于，“塞子”本身不溶解，而是“塞子”(球)所处的塞座溶解。该申请 提供了一种通过溶解限流器来消除通过导管的流路阻塞的替代方法。 Mailand教导了一种主体，其包括可溶解部分和屏障部分。屏障部分与导管的内部 密封接合。与Aviles很像，限流物体的一部分是可溶解的，以提供通过导管的流动通道。 转向Holderman，其公开内容教导了一种具有放置在导管的侧壁中并与限流器结 合的牺牲塞的筛网组件，该限流器与牺牲塞串联运行。当与化学流体接触时，牺牲塞是可溶 解的，以在井眼的内部和外部之间提供通道(通过侧壁、限流器和筛网组件)。Holderman没 有公开塞子的使用，以及延伸穿过衬管的侧壁的喷嘴。Holderman也没有公开在没有使用化 学制品的情况下塞子的溶解。Holderman没有公开在没有使用筛网组件的情况下使用可溶 解的塞子。
技术实现要素：
本申请教导了一种用于移除在衬管中装配到喷嘴的临时塞的方法。该方法被称为 无干预，这意味着不使用物理干预(例如爆破或发射硬化钢子弹)。 目前的方法包括先布置工作管柱，然后将预钻衬管布置到最终位置。预钻衬管是 一种特殊的钻井方法，并且需要大量的时间。另外，该方法还需要布置内管柱。 本申请旨在克服工作管柱和内管柱取代堵塞喷嘴的需要。 为了实现这些目标中的一个或多个，本发明提供了一种用于井眼的衬管，衬管具 有侧壁，在侧壁中形成有一个或多个喷嘴，其中，一个或多个喷嘴由临时塞堵塞。因此，本发 明的意义上的衬管是一种井眼设备，特别是油井井眼设备。这种衬管可用作管道并形成导 管。因此，衬管的侧壁或护套是管道或导管的侧壁，并且具有近端和远端，使得介质可通过 衬管从近端运输到远端和/或反之亦然。临时塞优选地可通过使用堵塞介质来移除，该堵塞 介质在暴露于高温和/或激活流体(优选地是水性流体)时溶解。例如，在激活流体中(且特 别是在水性流体中)溶解的堵塞介质可以是盐。在替代的优选实施例中，临时塞是可通过施 4 CN 111587312 A 说 明 书 3/4 页 加压力循环而移除的机械塞。进一步优选地，本发明的衬管包括衬管顶部封隔器，该衬管顶 部封隔器隔离衬管顶部，使得在操作期间所有流体流通过喷嘴。还优选地，本发明的衬管包 括衬管靴和衬管靴关闭装置，其中，衬管靴关闭装置允许在置换操作期间的循环并随后隔 离衬管靴。在这种优选实施例中，衬管靴关闭装置可被由定时器、射频识别(RFID)、压力、流 或这些的任何组合激活的电子器件关闭。可替代地，其也可被使用由干预装置机械致动的 套筒、用于机械地隔离衬管靴的从表面落下的镖/球或这两者的组合的机械装置关闭。 为了实现上述目标中的一个或多个，本发明还提供了一种完成穿透地下地层的裸 眼井的方法，其中，将具有形成有一个或多个喷嘴的侧壁的衬管布置在井中，使得喷嘴与地 层连通，其中，一个或多个喷嘴由临时塞堵塞。优选地，布置衬管靴关闭阀以允许通过带有 堵塞喷嘴的衬管置换初始流体。进一步优选地，在定位衬管之后，从喷嘴移除临时塞。 为了实现上述目标，本申请还教导了使用可通过非物理装置或无干预方法移除的 临时塞。这是通过使用由特定材料或介质制成的塞子来实现的。该介质最终被溶解，这提供 了不再受阻的通过喷嘴的生产流。塞子的溶解是由于介质的性质以及此介质暴露于温度或 激活流体(通常是水性流体)而导致的。可使用机械塞，并且通过施加压力循环来移除该机 械塞。 附图说明 将参考附图描述本发明，附图中： 图1示出了在衬管中具有标准喷嘴的基本情况油井设计； 图2示出了基本情况油井设计，其示出了将非水性流体置换为水性流体所需的置 换管柱。 图3示出了从基本情况(左侧的实施例)到根据本发明的实施例(中间和右侧的实 施例)的设计的发展。
