用于从水平井生产流体或气体的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于从水平井(10)生产流体或气体的方法，该方法包括下述步骤：提供具有水平生产裸孔(20)的水平井(10)、借助阻隔件(40、42)将水平生产裸孔(20)分成至少两个单独的隔室(30、32)、针对每个单独的隔室(30、32)设置至少一个生产管柱(50、52)、以及将流体或气体(100、102)从每个隔室(30、32)经由对应的生产管柱(50、52)传送至表面(106)。本发明专利技术还涉及一种用于水平流体或气体井的流体或气体生产装置(1)。

Method and device for producing fluid or gas from horizontal well

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从水平井生产流体或气体的方法及装置
本专利技术涉及用于从水平井生产流体或气体的方法及装置。
技术介绍
在现代经济中，石油和天然气具有特殊的经济意义。随着需求的增长，每年都在大量生产。然而，这些流体或气体通常被埋在位于土地的表面之下的地层中并且难以生产。文献US6,125,936、US5,335,732和US5,816,326分别描述了用于从竖向井生产油或气的方法和设备。除了竖向井的使用，长的水平井在本领域中也是已知的并且近年来已经被广泛地钻探。由此，首先竖向井被钻探下至一定深度，并且之后借助特殊的钻头来钻探弯曲井——所谓的“跟部(heel)”——并且最后钻探水平井直到所谓的“趾部(toe)”为止。由于该技术，也可以从其中油或气体积基本上仅在竖向受限的、狭窄的水平区域中延伸的地层中生产油或气。为了刺激从其中埋有油或气的地层中排放油或气，可以使用所谓的压裂技术。由此，在钻井之后并且在进行油或气生产之前，将特殊液体、液体或气体在高压下经由井引入到地层或多个地层中。存在其他方法来增强地层与井眼之间的连通。由于由水平延伸的生产孔所穿透的地层的表面积较大，因此最初预期水平井的生产将超过竖向井的生产。通过较长的生产区而对地层的更大暴露被认为会线性地增加生产。然而，在实践中并非如此，因为在生产孔的跟部处经历了较多的开采，而在趾部处却进行较少的生产。通常，这种“趾部至跟部”效应在水平井的跟部处、即在水平井以弯曲的形状延伸到竖向井中的位置处相比在趾部处、即水平井的远端端部处提供更大量的油生产。然而，跟部处较大量的油生产导致该区域中水锥进的风险较高，并且同时由于在流体从趾部移动至跟部时的低效的刺激和/或较高的压降而降低了来自趾部的油或气的生产。如果由于井的某个区域处的高生产率而发生水锥进，则油或气体积会局部耗尽并且替代地产生水。此外，如果在跟部处发生水锥进，则整个生产孔中的所有进一步生产的油或气都被水污染。由于该污染，井通常变得不经济，并因此被放弃，即使在该井的更远的趾部区域中仍具有可获得的油或气。已经采用了各种技术来远离跟部驱动生产以便从趾部开采。文献US2002/0096329A1描述了一种用于提高未固结水平井中的油生产的系统。由此，该系统希望使井操作员能够从水平井的跟部至趾部横穿生产孔产生均匀的压降。然而，特别是在紧密的油或气储层中，还出现了许多另外的挑战，仅举几例，比如增加的开发成本、较短的井寿命、有限的可到达性和不均匀的刺激。本专利技术的问题是提供一种符合上面提到的要求和约束的用于从水平井生产流体或气体的方法及装置。
技术实现思路
问题中的至少一个问题通过根据权利要求1的用于从水平井生产流体或气体的方法和根据权利要求9的用于从水平井生产流体或气体的装置来解决。具体地，问题中的至少一个问题通过用于从水平井生产流体或气体的方法来解决，该方法包括下述步骤：提供具有水平生产裸孔的水平井、借助阻隔件将水平生产裸孔分成至少两个单独的隔室、针对每个单独的隔室设置至少一个生产管柱以及将流体或气体从每个隔室经由对应的生产管柱传送至表面。在标准的井设计中，仅设置单个生产管柱，所述单个生产管柱一般朝向水平生产孔的跟部定位。然而，所述单个生产管柱仅留出用于流动抽取和控制的一个位点。如已经提到的，生产管道的较低的吸入压力将导致跟部处的生产增加，但是将不会显著地影响在向着生产管道的趾部的方向上的区域处的生产。与此相反，本方法借助单独的隔室和用于水平井的每个隔室的单独的生产管柱能够实现来自整个水平生产裸孔的油或气的并行生产或流动。通常，这使得“趾部至跟部”效应显著降低。每个隔室的生产在原则上都独立于其他隔室的生产。因此，针对水平井的每个隔室的生产速率可以被单独地控制。这允许管控或避免水锥进并增加针对每个部段的增量生产。此外，提供了水平井的完全的趾部可到达性，这提高了整体的井生产率。由此，增加了可到达性、特别是较长的水平井的可到达性。在每个隔室生产管柱中，可以提供足够的吸入压力，例如通过控制该生产管柱的相应的节流器来提供足够的吸入压力，而无论在水平井中的位置如何。此外，针对每个隔室应用独立的生产管柱导致拥挤区域更少，并且通过减少井数目而降低了防撞风险和总体的井成本。而且，本方法为对特别是在紧密的地层中的水平井和/或长的水平排水道的生产构型的优化提供了未来的机会。优选地，该方法还包括独立控制每个隔室的流体或气体的生产流量的步骤。由于独立控制每个隔室，因此提供了用于流量控制的多个位点。因此，可以例如基于位于每个隔室处或每个隔室周围的地质条件针对每个隔室来独立地调节生产。与在具有较小体积的区域中相比，在具有大量的油或气的地层区域中，可以调节更高的生产流量且同时均匀地保持地层中的整体油或气分布。类似地，可以就地层或多个地层的油或气渗透率而言来调节生产流量。优选地，控制每个独立的生产管柱的生产流量的步骤包括将流体或气体从所有隔室同时或非同时地传送至表面。由此，可以实现生产的增加，特别是与原来的单个完井相比可以增加生产。此外，通过本方法可以到达更深的水平区域。因此，本专利技术的方法致使成本优化且节省时间。优选地，控制每个独立的生产管柱的生产流量的步骤包括根据与相应隔室邻近的地层或多个地层中的流体或气体的估计体积来调节流量的步骤。地层中的油或气体积产生(流体)抵抗力以抵抗上方和下方地层中的趋于进入到油或气地层中的水。如果油或气在井的某个位点处排放得太快或太多，则会发生水锥进。然而，在本专利技术中，可以实现地层中的整体流体或气体体积沿着水平生产裸孔基本均匀地分布。这种均匀分布的油或气体积又避免或延迟了沿着水平生产孔的水锥进。此外，通过沿着水平生产裸孔从地层稳定且均匀地排放油或气，可以从地层提取更多的油或气，直到基本可生产的油或气都从地层排放并且水将渗入生产裸孔中为止。因此，该井更加经济。优选地，控制每个独立的生产管柱的生产流量的步骤包括将流量调节成使得水锥进被管控或避免的步骤。独立的控制使得具有油或气体积的地层能够在每个隔室处/每个隔室周围包括基本相同的规模。此外，如果水进入到井的一个隔室中并进入到相应的生产管柱中，则可以停止该隔室和管柱的生产，而不影响其他隔室和相应的管柱的生产。因此，可以管控或避免水锥进，特别是在地层区域的仅具有少量油或气的隔室处管控或避免水锥进。因为管控或避免了水锥进，所以生产管道中的已生产的油或气不会受来自上方或下方地层的水污染。油或气可以被简单地进一步处理，这使得井更具利润。此外，由于实际地管控或避免水锥进，因此，沿着水平生产裸孔埋在地层中的大部分油或气体积可以通过本专利技术的方法来生产。井不必由于水锥进而被提前放弃。由此，可以减少井的数目并且可以使表面占地面积最小化。总而言之，对每个独立的生产管柱的生产流量的控制提供了对水锥进的总体控制和管控或避免，其中，水锥进导致漏失井、特别是在对于水的高渗透性区存在于跟部处时导致漏失井。优选地，该方法还包括下述步骤：根据特定的适时模式将注射液体或气体经由每个隔室的对应的注射管柱同时地或非同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从水平井(10)生产流体或气体的方法，所述方法包括下述步骤：/na.提供水平井(10)，所述水平井(10)具有水平生产裸孔(20)，/nb.借助阻隔件(40、42)将所述水平生产裸孔(20)分成至少两个单独的隔室(30、32)；/nc.针对每个单独的隔室(30、32)设置至少一个生产管柱(50、52)；以及/nd.将流体或气体(100、102)从每个隔室(30、32)经由对应的生产管柱(50、52)传送至表面(106)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171013 IB PCT/IB2017/0563521.一种用于从水平井(10)生产流体或气体的方法，所述方法包括下述步骤：
a.提供水平井(10)，所述水平井(10)具有水平生产裸孔(20)，
b.借助阻隔件(40、42)将所述水平生产裸孔(20)分成至少两个单独的隔室(30、32)；
c.针对每个单独的隔室(30、32)设置至少一个生产管柱(50、52)；以及
d.将流体或气体(100、102)从每个隔室(30、32)经由对应的生产管柱(50、52)传送至表面(106)。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括独立控制每个隔室(30、32)的流体或气体(100、102)的生产流量的步骤。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，控制每个独立的生产管柱(50、52)的生产流量的步骤包括将流体或气体(100、102)从所有隔室(30、32)同步地或非同步地传送至所述表面(106)。


4.根据权利要求2和3中的一项所述的方法，其中，所述控制每个独立的生产管柱(50、52)的生产流量的步骤包括根据与相应的隔室(30、32)邻近的地层或多个地层(104)中的流体或气体(100、102)的估计体积来调节流量的步骤。


5.根据权利要求2至4中的一项所述的方法，其中，所述控制每个独立的生产管柱(50、52)的生产流量的步骤包括将流量调节成使得水锥进被管控或避免的步骤。


6.根据权利要求1至5中的一项所述的方法，还包括下述步骤：根据特定的适时模式将注射液体或气体经由每个隔室(30、32)的对应的注射管柱(50、52)同时地或非同时地注射到所有隔室(30、32)中或者注射到一个隔室(30、32)中之后注射到另一隔室(30、32)中。


7.根据权利要求1至6中的一项所述的方法，还包括下述步骤：
a.将金属管(12)插入到所述水平井(10)中以提供所述裸孔(20)的外壳；
b.优选地对所述金属管(12)周围的区域(14)注水泥；以及
c.在所述金属管(12)中设置多孔结构(16)、优选地通过在所述水平井的所述裸孔(20)内点燃炸药来在所述金属管(12)中设置多孔结构(16)。


8.根据权利要求2至7中的一项所述的方法，其中，所述独立地控制每个隔室(30、32)的流体或气体(100、102)的生产流量的步骤借助下述各者来完成：
a.所述隔室(30、32)中的至少一个隔室的至少一个流动控制装置；和/或
b.所述管柱(50、52)中的至少一个管柱的至少一个流动控制装置；和/或
c.所述管柱(50、52)中的至少一个管柱的至少一个传感器；和/或
d.所述管柱(50、52)中的至少一个管柱的井下处理器；和/或
e.所述管柱(50、52)中的至少一个管柱的用于与远程位置通信的通信能力。


9.一种用于水平流体或气体井的...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾哈迈德·阿尔什马希，
申请(专利权)人：阿布扎比国家石油公司，
类型：发明
国别省市：阿联酋;AE