用于破坏滤饼的方法和设备技术

提供一种具有缩回配置和延伸配置的管状构件(124)。管状构件(124)最初以缩回配置设置，并且插入到至少部分地衬有滤饼(62)的井眼内。管状构件(124)延伸，使得安装在所述管状构件(124)上的滤饼破坏构件(56)限定高点以破坏或扰动滤饼(62)。管状构件可以是通过在激活腔室中充入高压流体以扩展的砂筛。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及井下设备。本专利技术的实施例涉及用于破坏或扰动来自井眼壁的滤饼或其它残留物的设备和方法。
技术介绍
在石油和天然气行业中，从地面钻出井眼或井，以便进入地下含烃地层。在钻井操作过程中，常规的是使钻井流体向下通过钻井柱并向上通过在柱和井眼壁之间的环形空间循环。钻井流体携带各种材料，包括固体，以便提供具有所需性能的流体，并且还用于携带由对表面的钻井操作产生的钻屑。钻井流体通常保持在一定的压力下，所述压力足以防止包含在与井眼相交的渗透性地层内的流体进入井眼内。因此，钻井流体在压力作用下抵靠渗透性井眼壁，因此微细材料的残留物沉积在井眼壁上。该残留物被称为滤饼，并且通常被认为是希望其产生的，因为滤饼将地层与钻井流体隔离开来，最大程度地阻止流体泄漏到地层；差的滤饼会使得钻井流体深入侵入到储油层并导致对地层造成损坏。在制备井进行生产的某些阶段希望对滤饼进行移除，例如，在用于将套管粘固到井眼内的制备过程，以确保水泥和井眼壁之间的良好接触和粘固。此操作可包括提供安装在套管接头上的刮削器。典型的刮削器包括从钢带向外延伸的坚硬的金属丝指状物或钢索圈。当套管柱部署到井或井眼内时或在往复移动过程中和/或在用于清理的循环过程中旋转或在粘固过程中，刮削器破坏和扰动滤饼。在添加衬套和粘固之后，衬套可被穿孔以允许生产开始。备选地，或另外地，清洗流体可在孔内循环，流体包含“破坏剂”，诸如盐酸、酶或氧化溶液。然而，这样的操作通常仅会导致局部的滤饼被移除。越来越多地，地层流体的生产通过未按照添加衬套、固井然后穿孔的常规方式制备的井眼壁部段进行。例如，当前的完井可能包括位于延伸的未添加衬套的井眼部段内的延伸的砂筛部段。在这种情况下，滤饼的存在可能对生产具有更显著的影响。事实上，经常观察到只有非常小部分的滤饼通过常规方法移除，而大部分地层仍保持由滤饼覆盖。这种情况会导致只有一小部分流动面积有助于烃流入。此外，一旦地层的一小部分开放以供流动，则压力梯度或压差会不足以滤饼从地层外面的其它部分移除。WO 2009/001069和WO 2009/001073描述了用于支撑井眼壁以及用于将预定的应力施加到井眼壁的布置，其公开内容以其全文并入本文。可膨胀的腔室安装于基管上，这样所述腔室的膨胀增加组合件的直径。腔室可支撑砂控制元件。WO 2012/066290和GB 2492193A描述了包括可膨胀的腔室以便支撑诸如砂控制元件的元件的其它布置，其公开内容以其全文并入本文。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供一种井下设备，其包括具有缩回配置和延伸配置的管状构件，其中在延伸配置中，滤饼破坏构件安装在管状构件上，限定高点或具有用于破坏或扰动滤饼的不同径向长度的外表面。根据本专利技术的另一方面，提供破坏井眼中滤饼的方法，所述方法包括将管状构件定位在至少部分地衬有滤饼的井眼内，并激活管状构件以便采取延伸配置，使得安装在管状构件上的滤饼破坏构件限定高点或径向长度变化的外表面以便扰动或破坏滤饼。本专利技术的实施例可允许或促进从井眼部段破坏或移除滤饼。从井眼部段破坏或移除滤饼可允许或促进执行井下操作。例如，粘附到井眼壁(或孔壁)的滤饼可在执行生产操作、注入操作、固井操作等中的任一项时引起困难。通过从井眼部段破坏或移除滤饼，可便于井下操作。例如，当滤饼已被破坏或从井眼部段移除时，可改变(例如减少)横跨井眼壁流动的阻力，从而有利于生产或注入操作等。从井眼部段破坏或移除滤饼可促进、准备或协助适于固井操作的井眼壁的制备。实际上，涉及滤饼移除或破坏滤饼的任何井下操作可通过本专利技术的实施例来促进。扰动井眼的衬有滤饼的部分可改变横跨所述部分的流动阻力。横跨井眼的衬有滤饼的部分流动的阻力可在滤饼从其被扰动时降低。通过减小横跨井眼的衬有滤饼部分的流动阻力，流体流动进出地层的速率可以增加、减小或受到控制。因此，破坏或移除粘附到井眼壁的滤饼可便于进行井下操作。例如，在涉及从地层生产流体的一些实施例中，滤饼破坏或移除可导致生产流体的速率改变或优化，例如，控制、增加或减少烃生产。此外，通过从井眼部段破坏或移除滤饼，横跨部段生产流体可被优化、增加、减少、或横跨部段均匀分布，而不必依赖于在生产被启动时的生产流体或移除滤饼的其它流体。例如，生产流体可横跨井眼部段均匀地或基本上均匀地分布，使得生产流体可横跨井眼整个部段或部分井段流动，从而防止生产流体流集中到生产流体流动已经被启动的井眼区域内。此外，通过确保生产流体可横跨井眼部段均匀地或基本上均匀地分布，其中进出地层的流动集中到滤饼已被破坏或移除的井眼区域内的圆锥效应可通过促进流体的流动横跨其中滤饼已被破坏或移除的井眼部段均匀地分布来减少。通过促进横跨井眼部段均匀分布的流动，也可防止或减少特定流体例如水的产生等。这可能与斜井或水平井有关，其中在从地层产生烃的过程中水位上升，并且以比井眼的其它区域以更大的速率产生流体的井眼的任何区域可将水从水位水向上抽吸，由此导致在井眼的集中区域内生产水。因此，通过横跨井眼的分散井段上破坏或移除滤饼，可维持烃生产，同时可减少或防止生产水，直到水位达到该井眼。在其它实施例中，可借助于从井眼部段破坏或移除滤饼来促进注射或固井操作。通过破坏或移除滤饼可防止或降低对井眼壁或地层的损坏，从而进出地层的流体不会集中在井眼的一个或多个区域内，而是沿着其中滤饼已被移除的井眼部段分布。滤饼扰动设备可以任何适当的方式从井眼部段破坏或移除滤饼。在滤饼破坏构件和滤饼之间的相互作用可破坏或移除滤饼。滤饼可被接触或穿透滤饼的破坏构件干扰、松动、剥离、刮削、划擦或破坏。破坏构件相对于滤饼的移动可能会破坏或移除滤饼。滤饼破坏构件的移动可通过使得管状构件相对于井眼移动来实现，或者可通过将破坏构件相对于所述管状构件移动来实现。滤饼破坏构件可具有缩回配置和延伸或激活的配置。在一些实施例中，延伸或激活的管状构件可使得滤饼破坏构件延伸或激活滤饼破坏构件。在延伸或激活的配置下，滤饼破坏构件可通过接触或穿透滤饼或以任何其它适当的方式破坏或移除滤饼。在一些实施例中，在激活过程中破坏构件的径向扩张可导致滤饼的破坏或移除。例如，当破坏构件被径向扩展时，破坏构件可接触或穿透滤饼。当破坏构件径向扩展到滤饼上或其内时，通过接触或穿透滤饼，滤饼可能会扰动、破坏或移除。在一些实施例中，在破坏构件的激活过程中，所述破坏构件的高点可以接触或穿透滤饼，从而破坏滤饼。一旦处于延伸配置中以及高点接触或穿透位于井眼壁上的滤饼，破坏构件相对于井眼壁的移动可能会破坏滤饼。在一些实施例中，当破坏构件被激活时，则破坏构件可接触或穿透滤饼。在激活期间或一旦被激活，则破坏构件可相对于井眼壁移动。在一些实施例中，破坏构件可以是可在井眼内轴向、径向、周向、旋转、往复、和振荡移动中的至少一种。在一些实施例中，在井眼中的任何组合或顺序的轴向、径向、周向、旋转、往复或振荡移动可促进滤饼被破坏或移除。在一些实施例中，在井眼中的流体流动可促进滤饼的破坏或移除。可选择或控制井下条件或参数，以启动或控制流体流动。例如，可以选择流体参数，例如在井眼区域内的流体静压，来控制井眼中的井下条件。例如，可选择横跨井眼壁的压力梯度，使得进出地层的流体流动可被控制、启动或抑制等。任何适当的井下条件或参数可被选择或控制以便启动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下设备，其包括：具有缩回配置和延伸配置的管状构件，其中在延伸配置中，滤饼破坏构件安装在管状构件上，限定高点或不同径向长度的外表面以便破坏或扰动滤饼。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.30 GB 1323127.91.一种井下设备，其包括：具有缩回配置和延伸配置的管状构件，其中在延伸配置中，滤饼破坏构件安装在管状构件上，限定高点或不同径向长度的外表面以便破坏或扰动滤饼。2.根据权利要求1所述的设备，其中破坏构件相对于滤饼的移动来破坏或移除滤饼。3.根据权利要求1或2所述的设备，其中滤饼破坏构件具有缩回配置和延伸或激活的配置。4.根据权利要求3所述的设备，其中延伸或激活管状构件延伸或激活滤饼破坏构件。5.根据权利要求3或4所述的设备，其中在缩回配置中，所述破坏构件具有大致规则或平滑的外表面。6.根据权利要求3，4或5所述的设备，其中所述破坏构件配置成使得当构件被延伸或激活时，所述构件的破坏部分径向延伸超过构件的其它部分。7.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述破坏构件包括护罩。8.根据权利要求3至7任一项所述的设备，其中所述破坏构件采取带槽的管状构件的形式。9.根据权利要求8所述的设备，其中所述破坏构件配置成使得在激活时，在带槽的管状构件的周长或直径增加时，槽变形，并且限定槽壁的带槽管状构件的部分从共同的平面移出。10.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述破坏构件包括具有缩回配置和延伸配置的可移动部分，在延伸配置中，所述可移动部分接触或穿透滤饼。11.根据权利要求10所述的设备，其中所述可移动部分在缩回配置中是可锁定或被保持的，并且在激活时，所述可移动部被解锁、变形或释放以便采取延伸配置。12.根据权利要求11所述的设备，其中在管状构件膨胀时，所述可移动部分解锁、变形或释放。13.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述破坏构件包括用于接触或穿透滤饼的滤饼接合元件。14.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述管状构件包括下述中的至少一个：砂筛，穿孔的管，可膨胀的砂筛，金属丝缠绕的砂筛和砾石充填的砂筛。15.根据权利要求3至14中任一项所述的设备，其中所述管状构件包括致动构件，其布置成当由致动构件接收致动信号时使得滤饼破坏构件延伸。16.根据权利要求15所述的设备，其中所述致动构件包括保持构件，以便将破坏构件最初保持或锁定在缩回配置中。17.根据权利要求16所述的设备，其中所述保持构件配置成释放或解锁破坏构件以允许激活所述破坏构件。18.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述管状构件包括基管和安装在其上的多个可膨胀腔室。19.根据权利要求18所述的设备，其中所述破坏构件安装在腔室的外部。20.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述管状构件提供适于过滤器构件或编织物的安装座。21.根据权利要求3至20任一项所述的设备，其中所述管状构件包括布置成激活滤饼破坏构件的滑动套筒或活塞。22.根据权利要求21所述的设备，其中所述滑动套筒或活塞可滑动地联接到壳体。23.根据权利要求21或22所述的设备，其中在所述套筒或活塞被激活时，套筒或活塞相对于壳体移动，使得所述套筒或活塞的部分接触滤饼破坏构件，使得所述破坏构件移动到其延伸配置中。24.根据权利要求23所述的设备，其中所述破坏构件为可移动地联接到壳体的卡爪形式，套筒或活塞布置成接触卡爪，使得卡爪从壳体向外移动，从而激活破坏构件。25.根据权利要求21至23任一项所述的设备，其中所述破坏构件为可变形构件的形式，所述套筒或活塞布置成压缩或导致可变形构件向外变形，从而激活破坏构件。26.根据权利要求3至25任一项所述的设备，其中所述管状构件包括夹头构件，其布置成沿管状构件或在管状构件内行进，其中在达到激活位点时，夹头构件激活破坏构件。27.根据权利要求3至26任一项所述的设备，其中管状构件包括布置成在暴露于水或油以及水和油的混合性混合物的任一种时溶胀的可溶胀材料，破坏构件联接到或安装到可溶胀材料，使得在溶胀时，破坏构件被激活。28.根据任一前述权利要求所述的设备，包括用于限制、防止、偏转、或控制在井眼中流动的隔离装置，隔离装置安装到管状构件或管道组件。29.根据权利要求28所述的设备，其中隔离装置具有缩回配置和延伸或激活配置，其中在缩回配置中，隔离装置在管状构件或管道组件上固定在位，其中在延伸或激活配置下，所述隔离装置可在井眼或套管的部段内固定在位，所述管状构件或管道组件可移动通过隔离装置的孔。30.根据权利要求29所述的设备，其中隔离装置包括在隔离装置的孔中的密封元件，以便当管状构件或管道组件设置在隔离装置的孔内时提供密封，以使得密封元件接触所述管状构件或管道组件的表面以提供密封，由此防止流体流动通过隔离装置的孔。31.根据权利要求29或30所述的设备，其中管状构件或管道组件结合到其它管状构件或管道组件，管状构件或管道组件具有相同的横截面轮廓，使得所结合的管状构件或管道组件能够在隔离装置的孔内移动或移动通过隔离装置的孔，并且在管状构件或管道组件之间的接头不阻碍管状构件或管道组件移动通过隔离装置的孔。32.一种破坏井眼中滤饼的方法，所述方法包括将管状构件定位在至少部分地衬有滤饼的井眼内，并激活管状构件以便采取延伸配置，使得安装在管状构件上的滤饼破坏构件限定高点或径向长度变化的外表面以便扰动或破坏滤饼。33.根据权利要求32所述的方法，包括从井眼壁破坏或移除滤饼，以允许或促进进行井下操作。34.根据权利要求32或33所述的方法，其中所述破坏构件具有缩回配置和延伸或激活配置。35.根据权利要求34所述的方法，包括延伸或激活所述管状构件以便延伸或激活滤饼破坏构件，其中在延伸或激活配置下，破坏构件通过接触或穿透滤饼而破坏或移除滤饼。36.根据权利要求32至35所述的方法，包括使得破坏构件相对于井眼壁移动以破坏滤饼。37.根据权利要求36所述的方法，包括使得破坏构件在井眼内以在轴向、径向、周向、旋转、往复和振荡移动中的至少一种方式来移动。38.根据权利要求32至37任一项所述的方法，包括在井眼内提供流体流动，以促进滤饼的破坏或移除。39.根据权利要求38所述的方法，包括选择或控制井下条件或参数以便启动或控制流体流动。40.根据权利要求39所述的方法，包括选择或控制下述中的至少一个：流体参数，泵送进出表面、进出井下工具的流体流动，以及进出地层的流体流动，以便控制在井眼内的流体流动或使得流体循环。41.根据权利要求40所述的方法，包括结合流体流动与滤饼破坏构件的机械移动来破坏或移除滤饼。42.根据权利要求38至41任一项所述的方法，包括使用流体流动来将被移除的滤饼从井眼的一个部段携带到井眼的另一部段，或携带到表面。43.根据权利要求32至...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·艾德蒙·布鲁斯，大卫·格兰特，尤恩·科林·史密斯，安德鲁·大卫·詹姆斯·卡梅隆，
申请(专利权)人：达西科技有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB