开口钻孔设备制造技术

一欠平衡钻孔装置公开了其用于开口完井，从而最大化该井眼和基岩的清除效率，并连接天然裂缝曲线，和／或在困难的井下状态下启动新钻井流体技术。该开口钻孔装置能用于任何岩石学中涉及的任何烃类地层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及提高从地下岩层提取的烃产量，尤其涉及用于在一裸眼井眼 (openhole wellbore)中打孑L (perforating)的设备。
技术介绍
为了获得烃(比如，石油、天然气)，在地面下钻孔至接触到烃类地层中当然是必需的。这样，烃才能从该地层流出，进入井眼并且到达地表面。从地下岩层获得的烃被称为 “石油产品”。在一些石油生产中，在该钻孔井眼中安装一套管(casing)，以提供一结构稳固的管道，从而获得到烃。在其它的开采生产中，烃是从不具有套管或“裸眼”井中获得的。在裸眼井(openhole well)的石油生产中，影响裸眼井的石油生产率的一个主要参数是地层的渗透率，该地层是指烃到达井眼必经的层段。有时，该地层的岩石具有一固有的低渗透率；其它时候，比如在给该井钻孔时，该地层渗透率会降低。当给一井钻孔时，有一流体循环进入该孔而接触到钻头区域，这是出于很多原因——包括为了冷却该钻头，运送该岩屑远离钻孔点，以及在地层壁上保持一静水压力以阻止钻孔期间石油产品流出。钻孔用的流体是昂贵的，尤其是在钻孔期间必须被大量使用时。另外，钻孔用的流体可能由于漏入地层而损失。为了阻止这种情况发生，该钻孔用的流体经常有针对性地被改进，以便达到少量的漏泄并在裸眼井眼上形成一套管或是“滤饼(filter cake)”。一旦完成钻孔，地层中的石油产品需要流经裸眼井眼，则为了随后完成预定的生产量，必须移走滤饼。当前的清除工艺包括经过化学处理溶解滤饼和井眼附近的残渣，和/ 或使用一沿该井眼的喷嘴鼓风，以便机械地破坏该滤饼。在长的水平井中，这些过程需要大量的时间去完成。因此，首先清理一局部区域有益于引导处理流体流入，并留下大部分没有被处理流体覆盖的区域。在设法从长的裸眼井产出石油产品时，不能均勻地清理整个井是石油工业面对一个的主要问题。当前工艺的第二个缺点是不能将处理流体输送超出该钻孔损坏的地层深处。因此，即使在接收处理流体的区域内，滤饼的最大清理量也不能获得。由于这两个问题的综合——处理流体的不均勻覆盖以及其浅小/不深的渗透率——钻孔经常不能如期完成。因此，需要一个在钻孔和完井工业中能快速、有效地且完全地移去滤饼以制造该井的可靠设备。这是本专利技术的主要目的。
技术实现思路
—般而言，根据一个具体实施方式，本专利技术提供一使用打孔工具给一裸眼井的地层打孔的装置。举例来说，本专利技术的打孔装置的一具体实施方式包括用于穿透一裸眼井眼地层的一个或多个成形炸药(charges)的使用。在另一个具体实施方式中，本专利技术的打孔装置包括用于穿透一裸眼井眼地层的一个或多个的成形炸药的使用，其是在一瞬间不平衡的状态下进行，以有利于滤饼从井眼更4快速的移去。本专利技术的一个具体实施方式中的一个目的和特征是从井眼的预定生产层段 (interval)快速移去滤饼，通过成形炸药引爆在瞬间不平衡的状态下对井眼层段打孔。本专利技术的一个具体实施方式中的另一个目的和特征是便于穿过钻孔破损区域的打孔管道的通过。本专利技术的一个具体实施方式中的另一个目的和特征是通过引爆较多的存在于低渗透率井区域的孔眼和较少的存在于高渗透率区域的孔眼，给一裸眼井眼打孔，以克服储层的非均质性。“较多”或“较少”与爆装料的数量和/或能量有关。本专利技术的一个具体实施方式中的还有另一个目的和特征是通过连接裂缝以有利于在天然裂缝性油藏内生产石油产品。其它的或可替换的特征从以下的描述、附图和权利要求书中将明显得到。 附图说明能实现这些目的的和具有其他所需要的特征的方法在以下说明和附图中被解释， 其中图1为一位于一裸眼井眼中的打孔枪的实施例，该打孔枪包括一根据几个实施例中的一个得到的枪体。图2，3A和;3B为一用于在裸眼井眼层段中产生瞬间欠平衡(imderbalanced)状态的打孔枪设备的实施例。图4A-4C为一中空的枪体的实施例，其包括一安装成形炸药的装填软管，该装填软管充满多孔(porous)材料。图5A-5B为一根据本专利技术一实施例得到的打孔枪设备，其包括一安装有成形炸药的运送软管和一多孔材料。图6为用于改善在一裸眼井眼层段中的瞬间欠平衡状态的打孔枪设备的一实施例。图7A-7D为用于本专利技术的具有多孔构件的打孔枪的各种具体实施方式。图8为一配置在裸眼井中的一密封腔体的一具体实施方式。图9为本专利技术的一打孔装置的具体实施方式，并标出一打孔枪组和多个密封腔体。图10为连接到一锚具装置的一打孔枪组的一具体实施方式，该锚具装置用于有选择地放松该打孔枪组。图11为具有多个炸药启动端口的一打孔枪组的一具体实施方式。图12A-12B为本专利技术的一由阀门启动的低压室的一具体实施方式。然而，应该注意，这些附图仅仅是本专利技术的典型具体实施方式，因此不能认为其保护范围仅限于此，对于本专利技术可以加入其他同样有效的具体实施方式。具体实施方式在下面说明中，为了理解本专利技术，将阐述许多的细节。然而，本领域技术人员会明白本专利技术可以不需要这些细节，并且从本具体实施方式可以得到许多变化或改进。在该说明书以及附加的权利要求书中术语"连接"通常指"直接连接"或"经另一个部件连接"；以及术语"装置"通常指"一个构件"或"多于一个的构件"。在这里作为使用的术语〃向上〃和〃向下〃、“较高的〃和〃较低的〃、“向上的〃和〃向下的"、“逆流的"和"顺流的"；“上面"和"下面"；及其他表示高于或低于一已知点的相对位置的同类术语，这些术语使本专利技术的一些具体实施方式的描述更清楚。然而，当应用于偏离的或水平的井中的设备和方法时，这类术语可以指一从左到右，从右到左或其它视状态而定的关系。通常，工具、装置以及方法是用来在裸眼完井中打孔以使井眼和基岩的有效清理最大化(通过疏松和/或移去在裸眼井眼上形成的滤饼，随后钻入下伏地层，并且扩大该井眼通过任何钻孔损坏区域的有效半径)，连接天然裂缝，和/或使钻孔流体技术能在困难的井下环境中作业。本专利技术的裸眼打孔装置能用于任何岩石学中涉及的任何烃地层。在本专利技术的一些具体实施方式中，一裸眼井眼可以被打孔来在一欠平衡、过平衡(overbalanced) 或接近平衡的井状态下移去滤饼。有时候，在打孔期间降低局部压力以改善瞬间欠平衡状态是所希望的。滤饼可以通过增加局部压降(如，增加局部瞬间欠平衡的状态)来处理滤饼，且移去打孔损坏部分和炸药以及从该打孔孔道出来的地层碎片。各种方法以及装置可以用来完成以及控制打孔时的瞬间的欠平衡状态。比如，在一个具体实施方式中，一具有一特殊密封枪体和炸药的打孔枪可以选择地在裸眼井眼中运行，并产生一动态的欠平衡压力。这样，可以快速地完成滤饼从井眼中的移去。该成形炸药可以选择穿过密封枪体和地层，或者换句话说，仅仅穿过枪体。该密封枪体包括一以低于周围井眼压力的特殊压力密封的内部孔。一旦钻穿，一瞬间欠平衡的状态由于井眼周围和枪体被暴露的内部之间的压力差而产生。该压力差产生以瞬间的振荡，有利于滤饼从该井眼迅速地移去。在另一个例子中，如果穿透该地层是不需要的， 那么一井下振荡工具可以用于代替一打孔枪以产生瞬间欠平衡的状态。在操作中，一井下操作员识别或确定预定的瞬间欠平衡的状态，这在与井眼压力有关的裸眼井中的井眼层段中是必要的。该预定的瞬间欠平衡状态可以由若干个方法中的一个所识别，例如以从早先的井操作中得到的经验数据，或以用模型软本文档来自技高网...

【技术保护点】
一用于从井表面延伸的开口井的装置，包括：　　　　一适于在开口井中的闭合件，在该闭合件中限定有一腔体，该腔体的压力比一该井眼中经选择的井眼间隙的压力低；以及　　　　至少一个端口是能选择打开的从而连通该腔体和在该开口井中的井眼间隙，　　　　其特征在于，至少一个端口在打开时产生流体涌入该腔体，从而在该井眼间隙中产生一瞬间欠平衡压力状态。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：FF昌，LA贝尔曼恩，IC瓦顿，KS陈，
申请(专利权)人：施卢默格海外有限公司，
类型：发明
国别省市：PA[巴拿马]