用于现场测试支撑剂的可移动式装置和方法制造方法及图纸

一种测试系统20和方法，用于估计在使用含有可固化树脂的支撑剂79填充了井中的裂缝80之后需要将井关闭的时间。在井场处，在可移动式单元20中对支撑剂26的样品进行加压和加热。在对样品进行加热和加压的过程中，监测样品的特性，以确定支撑剂26中的树脂是否固化。记录支撑剂26固化所需要的时间，以便为在使用支撑剂79填充了裂缝80之后要将井关闭多长时间提供指标。可移动式单元20包括：气压转液压式增压器32，其用于对样品26进行压缩；以及热源，其用于对样品26加热。支撑剂样品26附近的传感器监测样品的特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于现场测试支撑剂的可移动式装置和方法专利技术人：MohammadH.ALQAM(穆罕默德·H·阿卡姆)HazimH.ABASS(哈泽姆·候赛因·阿巴斯)HussainA.AL-SHAMMARY(侯赛因·A·阿勒-沙姆利)EdwinT.CALIBOSO(埃德温·T·卡利博索)
本专利技术涉及用于完成井筒的系统和方法。更具体地，本专利技术涉及如下装置：该装置相对于井筒而言是可移动式的并且能用于现场测试支撑剂。
技术介绍
烃产生井筒在地下延伸并与圈闭有烃的地层交叉。通常利用钻井系统来形成井筒，钻井系统具有安装在钻柱的端部处的钻头，钻柱由利用螺纹连接在一起的管组成。通常，驱动系统被用于驱动钻柱和钻头旋转，并且设置在井筒的开口上方。随着钻头的旋转，钻头上的切削元件刮削井筒的底部并将物料挖出，由此加深井筒。典型地，钻井流体向下泵送到钻柱中并从钻头导入井筒中。钻井流体在钻柱与井筒的壁面之间的环状空间中向上沿井筒回流。利用循环流动的钻井流体将挖掘期间产生的钻屑沿井筒向上携带上来。有时要在井筒的壁面中形成延伸到与井筒邻接的地层中的裂缝。典型地通过向井筒中注入高压流体并密封井筒的一部分来进行压裂。压裂通常在井筒中的压力超过地层中的岩石强度时开始。利用诸如砂粒或树脂涂层颗粒等支撑剂来填充裂缝，由此支撑裂缝并阻止砂产生或其它颗粒物质从地层进入井筒中。当用树脂涂层支撑剂填充裂缝时，通常会在井中产生流体之前将井关闭一段时间，以使树脂固化。如果井的裂缝具有未固化的树脂涂层支撑剂，则从该井进行生产带来如下风险：支撑剂伴随着所产生的流体从裂缝流出。使树脂固化的时间会根据井中的压力和温度而变化。已知的用于估计关井时间的方法包括：使支撑剂的样品在估计的井筒压力和温度下固化，并随时地监测该样品，由此确定树脂在何时固化。
技术实现思路
本文公开的是用于分析在井筒中使用的支撑剂的方法和装置。在实例中，一种分析支撑剂的方法包括：提供支撑剂样品测试装置并且将所述测试装置运输到具有井筒的井场，支撑剂被设置在所述井筒中。将所述支撑剂的样品放入所述测试装置中，在所述测试装置中使所述支撑剂的样品经受估计的井筒环境。同时在所述装置中，随时地监测所述支撑剂的样品的特性，基于监测所述支撑剂的特性的步骤来确定所述支撑剂的固化时间。所述方法还可以包括：在将所述支撑剂设置在所述井筒中之后，关闭所述井筒一段时间，以限定关井时间。在本实例中，所述关井时间与已确定的固化时间大致相同。本实例还可以包括：在所述关井时间期满之后，从所述井筒进行生产。在实施例中，监测特性的步骤包括：测量所述支撑剂的样品的拉伸强度；以及当所述拉伸强度接近渐近值时，确定固化时间。所述支撑剂可以是能固化的树脂涂层支撑剂。所监测的特性可以包括所述支撑剂的样品中的声速，并且所述方法可以包括：当所述声速接近渐近值时，确定固化时间。所述方法优选地可以包括：将所述测试装置运输至第二井场，并在所述第二井场处重复执行对支撑剂的分析。在实例中，所述支撑剂样品测试装置包括：气压转液压式增压器、能选择性地被所述增压器移动的撞锤部件、固结仪、以及与所述固结仪相连的监测器。在本实例中，所述撞锤部件向所述支撑剂的样品施加至少约25,000磅的轴向力。具有施加约25,000磅轴向力的撞锤部件的测试系统的一个优点是，系统的总重量可以处于适于在车辆中运输的水平。在测试装置的一个已知实例中，所述撞锤部件的轴向力约为300,000磅力，因而需要比本文所公开的实施例中的支撑结构显著更大且更重的支撑结构。可选地，所述气压转液压式增压器中的气体被加压至约2000磅/平方英寸。本文还公开一种支撑剂测试装置，所述支撑剂测试装置的一个实例包括：框架，其能选择性地从运输车辆中移动至井场；容器，其安装在所述框架中，所述容器中设置有支撑剂的样品；气压转液压式增压器，其安装在所述框架中；以及撞锤部件，其能选择性地被所述增压器移动到所述容器中，从而当支撑剂处于所述容器中并且所述撞锤部件移动到所述容器中的所述支撑剂上时，所述支撑剂受压，以模拟向下钻进的状况。所述装置的这个实例包括与所述支撑剂关联的容器所连接的传感器。所述传感器是温度传感器、压力传感器和声音传感器中的一者。所述容器可以是固结仪。所述装置还可以优选地包括：所述框架上的框架底座，所述框架底座选择性地与所述运输车辆相连，从而当在所述运输车辆中运输所述测试装置时，所述装置固定在所述运输车辆上。可选地，可以包括电子装置，所述电子装置与所述传感器通信，在一个实施例中，还可以包括处理器，所述处理器与所述电子装置通信，从而当操作所述装置时，能接收和分析来自所述传感器的数据信号，以确定与所述支撑剂有关的信息。在实例中，包括压力气体源，所述压力气体源选择性地与所述气压转液压式增压器连通，其中，所述电子装置和所述处理器中的一者与阀门通信，以对从所述压力气体源流向所述气压转液压式增压器的流动进行调节。可以包括压力组件，所述压力组件由筒体、活塞、入口和轴构成，所述活塞位于所述筒体中，所述入口位于所述筒体上，与所述气压转液压式增压器的出口连通并且与所述活塞的一侧连通，所述轴的一端连接至所述活塞的与所述活塞的连通到所述入口的所述一侧背对的一侧，并且所述轴的另一端与所述撞锤部件相连。在实例中，所述气压转液压式增压器包括：筒体，其具有入口和出口；活塞，其位于所述筒体中，并具有与所述入口连通的一侧以及面向所述出口的一侧；密封件，其沿着所述活塞的外周和所述筒体的内表面，从而限定所述入口和所述出口之间的流动的阻挡部；当流体从压力气体源经由所述入口流入所述筒体中时，所述活塞被朝着所述出口推动并对筒体中位于所述活塞与所述出口之间的流体加压，进而挤压所述支撑剂。附图说明从而，可以更详细地理解本专利技术的上述特征和优点及其它内容将变得显而易见的方式，并且可以参照在构成本说明书一部分的附图中示出的本专利技术的实施例来对本专利技术的以上简要概括内容进行更具体的描述。然而，应注意的是：附图仅示出本专利技术的各种实施例，因此不应被视为对本专利技术的范围的限制，这是因为本专利技术还可能包括其它的有效实施例。图1是根据专利技术的用于测试井筒中的支撑剂的可移动式系统的示例性实施例的示意性侧视图。图2A和图2B是根据本专利技术的测试支撑剂样品的实例的示意性侧视图。图3是利用根据本专利技术的图1中的系统在井场测试支撑剂的实例的局部侧剖图。图4是根据本专利技术的内部装有样品支撑剂的固结仪的实例的透视图。图5是根据本专利技术的内部装有样品支撑剂的同心壳式固结仪的实例的侧剖图。具体实施方式图1示意性地示出用于对树脂涂层支撑剂进行现场测试的测试系统20。测试系统20包括如图所示地安装在加压组件24中的测试单元22。如图所示的测试单元22包含设置在固结仪(oedometer)28中的支撑剂样品26。如下文中将详细描述的，给加压组件24加料进而会挤压固结仪28中的支撑剂样品26。在实例中，固结仪28用作容纳支撑剂样品26的容器。图中示意性地示出的压力流体供应装置30用于对增压器32施压。图1中的增压器32包括上游筒体34，上游筒体34经由线路38连接到流体供应装置30。阀门40位于线路38上，以选择性地将流体供应装置30与增压器32隔断。压力气体42示意性地示出为位于上游筒体34中，经由线路38和入口36进入上游筒体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测试在井筒77中使用的支撑剂26的方法，包括：(a)提供支撑剂样品测试装置20；(b)将所述测试装置20运输到具有井筒77的井场，支撑剂79被设置在所述井筒77中；以及其特征在于，(c)将所述支撑剂26的样品放入所述测试装置20中，在所述测试装置20中使所述支撑剂26的样品经受估计的井筒环境，随时地监测所述支撑剂26的样品的特性，基于监测所述支撑剂26的特性的步骤来确定所述支撑剂26的固化时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.07 US 61/607,6331.一种测试在井筒中使用的支撑剂的方法，包括：(a)提供支撑剂样品测试装置，所述支撑剂样品测试装置包括容纳气体和液体的筒体、位于所述筒体中的使所述气体与所述液体分隔的活塞、响应于所述筒体中的液体的压力变化而选择性地移动的撞锤部件、固结仪、以及与所述固结仪相连的监测器；(b)将所述支撑剂样品测试装置运输到具有井筒的井场，支撑剂被设置在所述井筒中；(c)将所述支撑剂的样品放入所述支撑剂样品测试装置中并在所述支撑剂样品测试装置中使所述支撑剂的样品经受估计的井筒环境；(d)向所述支撑剂的样品施加应力；(e)在整个压紧阶段，将施加在所述支撑剂的样品上的应力值保持为恒定值，以对所述支撑剂的样品平稳地加载直到破裂；(f)基于对所述支撑剂的样品加载直到破裂的步骤来测量无侧限抗压强度；(g)随时地监测所述支撑剂的样品的特性；以及(h)基于监测所述支撑剂的拉伸强度的步骤来确定所述支撑剂的固化时间。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在将所述支撑剂设置在所述井筒中之后，关闭所述井筒一段时间，以限定关井时间，所述关井时间与已确定的固化时间相同。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：在所述关井时间期满之后，从所述井筒进行生产。4.根据权利要求1所述的方法，其中，监测特性的步骤包括：测量所述支撑剂的样品的拉伸强度；以及当所述拉伸强度接近渐近值时，确定固化时间。5.根据权利要求1所述的方法，其中，在整个压紧阶段，所述筒体和所述活塞将所施加的应力保持为恒定值。6.根据权利要求1所述的方法，其中，监测特性的步骤包括：测量所述支撑剂的样品中的声速；以及当所述声速接近渐近值时，确定固化时间。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述井场包括第一井场，所述方法还包括：将所述支撑剂样品测试装置运输至第二井场，并重复执行步骤(a)至(h)。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述支撑剂样品测试装置包括：气压转液压式增压器、能选择性地被所述增压器移动的撞锤部件、固结仪、以及与所述固结仪相连的监测器。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述撞锤部件向所述支撑剂的样品施加至少25,000磅的轴向力。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述气压转液压式增压器中的所述气体被加压至2000磅/平方英寸。11.一种支撑剂测试装置，包括：框架，其能选择性地从运输车辆中移动至井场；容器，其安装在所述框架中，所述容器中设置有支撑剂的样品；气压转液...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·H·阿卡姆，哈泽姆·候赛因·阿巴斯，侯赛因·A·阿勒沙姆利，埃德温·T·卡利博索，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA