非爆炸性CO2基射孔工具制造技术

CO2射孔装置包括一个或多个CO2填充的射孔单元。每个单元包括电荷源(22)、加热器(24)和液态CO2容器(25)。在操作中，加热器被致动并快速加热CO2以产生相变，从而形成压力波，将经加热和加压的CO2气体通过出口(28)排出。气体通过出口(28)排出。气体通过出口(28)排出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非爆炸性CO2基射孔工具

技术介绍

[0001]为了从地下地层产生烃类流体，从地面向下至所需地层中打钻孔。随后，通常在钻孔中提供套管，从而限定中空井筒。为了使烃类流体从周围地层流入井筒并上升到地面，需要对套管进行射孔。对井进行射孔和压裂是石油和天然气行业中常见的做法，旨在促进井产量并增加烃类的产量。射孔通常使用射孔枪来完成，射孔枪是一种在选定位置引爆爆炸装药以在套管中形成孔洞的钻井工具。
[0002]射孔是一种重要的完井阶段技术，用于套管井(cased
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hole，或称为下套管的钻孔)中，以在储层和井筒之间建立井下连通性。通常，横向孔洞(射孔)射穿套管和/或水泥和/或套管周围的地层，允许烃类流入井筒，并且如果需要，允许处理流体从井筒流入地层。
[0003]在射孔期间，从套管或衬管到储层地层中形成隧道，通过该隧道产生石油或天然气。最常见的方法是采用装配有聚能爆炸装药的喷射射孔枪。因此，当今大多数常用的射孔器都是基于爆炸性内容物的，其需要特殊许可才能使用，造成环境破坏，并且会给附近的工人带来安全风险。然而，其他射孔方法包括子弹射孔、磨料喷射或高压流体喷射。井的射孔和压裂可能相当耗时，因此执行成本高。
[0004]如上所述，用于对井的感兴趣区域进行射孔和隔离的常规设备经常不允许同时对井的多个区域进行促产。例如，通常采用射孔枪对井套管和岩层进行射孔，使得可以对地层中的射孔进行压裂。射孔枪通常由一系列装药组成，其沿圆柱体以不同高度和角度方向分散。在射孔枪装填装药后，射孔枪穿入孔中并定位在感兴趣的区域内。然后将装药引爆，导致多个射孔穿过井套管并进入地层。然而，为了对井的另一个区域进行射孔，射孔枪通常必须从井中取出并装载新的装药。这个过程限制了在一天内可以射孔然后压裂的区域的数量。
[0005]爆破剂通常用于岩石压裂工作，并且它们的具体选择直接取决于受目标影响的材料和项目的具体要求。在采用不正确或不合适的爆破剂的情况下会出现错误和问题。
[0006]作为这些问题的结果，井场处的操作可能不得不等待接收许可。这可能导致关键的/时间相关的石油和天然气操作的延迟调度。

技术实现思路

[0007]提供该概要以介绍下面在详细描述中进一步描述的概念的选择。该概述不旨在识别所要求保护的主题的关键或基本特征，也不旨在用作帮助限制所要求保护的主题的范围。
[0008]在一方面，本文公开的实施例涉及一种用于对井下地层进行射孔的方法，该方法可以包括将CO2射孔装置附接到电缆上，其中CO2射孔装置可以包括一个或多个CO2填充的射孔单元。该方法可以进一步包括将CO2射孔装置设置在井筒内的一定深度处，和引爆一个或多个CO2填充的射孔单元以对选自由井筒套管、水泥和所述井下地层组成的组的一个或多个表面进行射孔。
[0009]在另一方面，本文公开的实施例涉及一种用于对井下地层进行射孔的方法，该方
法可以包括在井筒中设置钻井工具，该钻井工具包括一个或多个填充有二氧化碳液体的容器。该方法还可以包括通过电荷快速加热二氧化碳液体以形成高压二氧化碳，然后通过与每个容器相关联的一个或多个定向出口排出高压二氧化碳，以对井下地层进行射孔。
[0010]在另一方面，本文公开的实施例涉及一种用于对井下地层进行射孔的系统，该系统可以包括设置在电缆上的钻井工具。该系统可以包括钻井工具，该钻井工具可以进一步包括一个或多个填充有二氧化碳液体的容器、与每个容器相关联的一个或多个定向出口、被配置为快速加热二氧化碳液体以形成高压二氧化碳的电荷生成装置、被配置为通过一个或多个定向出口排出高压二氧化碳的减压装置和被配置为激活电荷生成装置的致动机构。
[0011]要求保护的主题的其他方面和优点将从以下描述和所附权利要求中变得明显。
附图说明
[0012]图1A至图1B是根据本公开的射孔装置的示例的示意图。图1A示出了一种改进的射孔装置，以及图1B和图1C示出了根据本公开的CO2填充的射孔装置。
[0013]图2是根据本公开将射孔装置放置在井筒中的示意图。
[0014]图3是用根据本公开的射孔装置对套管、水泥和地层中的一种或多种进行射孔的示意图。
具体实施例
[0015]根据本公开的实施例总体上涉及用于以非爆炸性射孔装置对井下地层进行射孔的方法和系统。这样的方法和系统可以在岩层和井筒之间建立初始水力接触方面提供关键作用。射孔装置可以包括至少一种非爆炸性射孔装药，该射孔装药可以远程引爆以对(下套管或未下套管的)井筒进行射孔并允许地层流体进入井筒。
[0016]如上所述，射孔是一种重要的完井阶段技术，用于套管井中，以在储层和井筒之间建立井下连通性。根据本公开的实施例总体上涉及用于对井下地层进行射孔的方法和系统。根据一个或多个实施例，这样的方法可以包括将一个或多个CO2填充的射孔装置附接到电缆上，并将该装置放置在井筒中，在井筒中可以将它们引爆以对井筒套管、水泥和井下地层中的一种或多种进行射孔。
[0017]本公开的一个或多个实施例涉及用于对井下地层进行射孔的非爆炸性技术。通过采用用于对井下地层进行射孔的非爆炸性技术，可以省略与政府批准运输和使用爆炸物有关的管制措施相关的某些耗时步骤。具体地，这可以减少可能被此类监管措施延迟的井场处的操作的前置时间。本文的实施例还可以减少因使用爆炸装置而出现的相关风险。
[0018]此外，现有技术中基于爆炸物的技术需要安全储存并且必须妥善维护以延迟材料过期。相反，本申请的钻井工具不需要特殊的储存，因为它主要只需要储存没有有效期限的CO2液体。根据本公开的一个或多个实施例，在非爆炸性射孔方法中使用钻井工具不需要政府的特殊运输、使用或进口许可。这将有助于按计划执行预定的操作。本公开的方法和系统还为现场人员提供环境友好且使用安全的选项。
[0019]为了本公开的目的，通常采用许多组件和条件并且它们对于井生产促产领域的普通技术人员来说是公知的。这样的随附组件可能不会在本文中示出或讨论。
[0020]本公开的一个或多个实施例涉及一种用于对地层进行射孔的钻井工具。在一个或
多个实施例中，钻井工具可以包括一个或多个填充有二氧化碳液体的容器。钻井工具可以包括与每个容器相关联的定向出口或排放出口，以及电荷生成装置或电荷源，电荷生成装置或电荷源被配置为启动加热二氧化碳液体以形成高压二氧化碳气体或超临界液体。钻井工具可以进一步包括减压装置，例如爆破片，其被配置为通过定向出口排出高压二氧化碳。钻井工具还可以包括致动机构，其被配置为激活电荷生成装置。此外，本文的实施例可以包括稳定机构以在井筒中定位和稳定钻井工具。
[0021]根据本文实施例的CO2填充的射孔装置一旦安放在井筒中就可以仅需要几毫秒就完成射孔操作。相比之下，传统的基于非爆炸性喷射的射孔方法可能需要几分钟才能完成射孔操作。与现有的非爆炸性射孔技术相比，这提供了附加的优点。
[0022]如图1A和1B所示，根据本文实施例的用于对井下地层进行射孔的钻井工具射孔装置10可以包括一个或多个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对井下地层进行射孔的方法，包括：将CO2射孔装置附接到电缆上，其中所述CO2射孔装置包括一个或多个CO2填充的射孔单元；将所述CO2射孔装置设置在井筒内的一定深度处；和引爆所述一个或多个CO2填充的射孔单元以对选自由井筒套管、水泥和所述井下地层组成的组的一个或多个表面进行射孔。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括稳定所述CO2射孔装置在所述井筒内的位置。3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括将所述一个或多个CO2填充的射孔单元径向定位在所述井筒内。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中同时引爆两个或更多个CO2填充的射孔单元。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述CO2射孔装置包括两个或更多个CO2填充的射孔单元，所述方法进一步包括将所述两个或更多个CO2填充的射孔单元配置为在不同的射孔压力下排出。6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述CO2射孔装置包括两个或更多个CO2填充的射孔单元，所述方法进一步包括在不同时间和不同深度处引爆所述两个或更多个CO2填充的射孔单元。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，进一步包括，在引爆所述CO2射孔装置后，从所述井筒中取出所述CO2射孔装置，更换与所述一个或多个CO2填充的射孔单元中的每一个相关联的一个或多个爆裂片，用液态CO2重填所述一个或多个CO2填充的射孔单元中的每一个，使得所述CO2射孔装置能够用于后续的射孔操作。8.一种用于对井下地层进行射孔的方法，包括：在井筒中设置钻井工具，所述钻井工具包括一个或多个填充有二氧化碳液体的容器；通过电荷快速加热所述二氧化碳液体以形成高压二氧化碳；通过与每个容器相关联的一个或多个定向出口排出所述高压二氧化碳，以对所述井下地层进行射孔。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述钻井工具包括两个或更多个容器，所述方法包括：将所述钻井工具设置在所述井筒内的第一深度处，并快速加热并排放所述一个或多个容器中的第一个；将所述钻井工具设置在所述井筒内的第二深度处，并快速加热并排放...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈立德，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：