用于完成井的方法和设备技术

本发明专利技术公开一种用于完成井的方法和设备，其中用于完成井的方法包括：在井中运行基管上的滤管组件，每个滤管组件与井的不同砂砾填充层关联；在井的砂砾填充期间，选择性地把滤管组件构造成保持压力以便形成流体密封，而不在基管中运行工具。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于完成井的方法和设备。技术背景当从地层产生井液(well fluid)时，井液典型地包含粒子或沙子。 必需控制从井中产生沙子，以便延长井的寿命。控制产生沙子的一个方法 是在井中安装滤管(screen)并在滤管的周围形成衬底以便过滤产生的井 液中的沙子。 一种典型的沙滤管由圆柱形滤管形成，该沙滤管通常与产生 井液的井的钻孔同心。砂砾充填在包围沙滤管的环形区中。产生的井液流 通过砂砾，进入沙滤管并经连接到沙滤管的油管与井上连通。包围滤管的砂砾典型地经砂砾充填操作被引导进井中。在传统的砂砾 充填操作中，砂砾经泥浆与井下连通，泥浆是流体和砂砾的混合物。井中 的砂砾填充系统引导沙滤管周围的泥浆，从而当泥浆中的流体消失时砂砾 仍保留在滤管周围。不平常的是，井中充填砂砾的层大于一个。完成具有多个砂砾填充层 (multiple gravel pack zones)的井的一个方法是首先运行井底填充器， 然后运行具有工作管柱(work string)和井下服务工具的一个填充器和 滤管组件。设定单个填充器，然后给单个层填充砂砾。随后，服务工具撤 回到地面。重复该顺序直至完成每个层的砂砾填充。另一种完成具有多个砂砾填充层的井的技术是把多个填充器和滤管 全部放到具有井下服务工具的井中。首先完成较下的层，然后每次填充一 个上方层。逆循环典型地用于在服务工具向上移动到下一个层之前去除服 务工具上的沙子。为了实现逆循环，工具在滤管内部运行以便封堵正在填 充的层上方的滤管。然而，该工具典型地相当复杂，工具必需执行泥浆的 密封和输送，以及返回液体。为了防止产生沙子和最终的完全失效，实现有效的和完全的砂砾放置 是重要的。如果没有完成填充， 一个或多个滤管会失效。 一旦滤管部分已 经失效，产生的砂砾或沙子开始流进生产油管。沙子可导致腐蚀，损害地 面设备的流体控制装置，并且通常会縮短井的寿命。因此，需要更好的方法来对多层井进行砂砾填充，同时当滤管失效时 还需要考虑腐蚀作用。
技术实现思路
在本专利技术的实施例中，用于井的技术包括在井中运行基管上的滤管 组件，每个滤管组件与井的不同砂砾填充层关联；在井的砂砾填充期间， 选择性地把滤管组件构造成保持压力以便形成流体密封，而不在基管中运 行工具。在本专利技术的另一个实施例中， 一种用于井的系统，包括基管；第一 滤管，所述第一滤管至少部分地包围基管的第一部分，以便在第一滤管和 基管之间产生第一流体容纳区域；第二滤管，所述第二滤管至少部分地包 围基管的第二部分，以便在第二滤管和基管之间产生第二流体容纳区域； 第一阀，所述第一阀控制第一流体容纳区域和基管之间的流体连通；和第 二阀，所述第二阀控制第二流体容纳区域和基管之间的流体连通，其中， 所述第一阀适用于打开以便允许第一滤管附近的砂砾填充，所述第二阀适 用于在第一滤管附近的砂砾填充期间闭合以便使中心通路与第二流体容 纳区域隔离。在本专利技术的另一个实施例中， 一种用于井的设备，包括基管，所述 基管具有中心通路并包括至少一个径向端口；滤管，所述滤管至少部分地 包围基管的一部分，以便在滤管和基管之间建立流体容纳区域；和阀，所 述阀与滤管纵向地偏移并控制流体容纳区域和中心通路之间的流体连通。在本专利技术的另一个实施例中， 一种用于井的设备，包括基管；至少 一个隔离装置，所述至少一个隔离装置产生隔离区；位于隔离区中的多个 滤管；和阀，所述每个阀与所述多个滤管中的一个关联，以便独立地控制 包围关联的滤管的环形区和中心通路之间的流体连通。在本专利技术的另一个实施例中， 一种用于井的方法，包括如下步骤在7井中形成隔离区；在所述隔离区中设置多个滤管；在隔离区中设置管状构 件，所述管状构件具有多个径向端口以便接收流通过滤管的流体；和选择 性地阻断所述多个径向端口中的至少一个的流体连通，并允许所述多个径 向端口中的剩余的一个或更多个的流体连通。根据下面的附图、说明和权利要求，本专利技术的优点和其它特征将变得 显然。附图说明图1是显示根据本专利技术的实施例的砂砾填充系统的井的示意图； 图2是说明根据本专利技术的实施例的井中砂砾填充多层技术的流程图； 图3是根据本专利技术的实施例的图1的砂砾填充组件的滤管和相关流体 流量控制阀的示意图；图4是根据本专利技术的实施例的图1的砂砾填充组件的阀的示意图； 图5是根据本专利技术的实施例的当打开时的滤管部分的示意图； 图6是根据本专利技术的实施例的当闭合时的滤管部分的示意图； 图7是根据本专利技术的实施例的图5的滤管部分的放大图； 图8是说明根据本专利技术的实施例的防止在滤管一滤管基础上产生沙子的技术的流程图。具体实施方式参考图l，根据本专利技术的一些实施例，系统10用于多层砂砾填充井。 系统10与竖直井眼12—起显示，竖直井眼12被套管柱14衬垫。然而， 请注意，根据本专利技术的其它实施例，系统10可用在横向井中，并可用于 裸井中。进一步地，请注意，根据本专利技术的特定实施例，系统10可用于 地下油井或水下油井。因此，想到许多变化例，它们都在所附权利要求的 保护范围内。系统10包括在套管柱(casing string) 14内部延伸的管状管柱 (tubular string) 20。管柱20包括滤管组件，例如实例性的滤管组件 50和60。请注意，根据本专利技术的特定实施例，管柱20可包括附加的滤 管组件。如这里所述，根据本专利技术的实施例，每个滤管组件50， 60具有保持 压力的能力(即，形成流体密封)以便防止包围滤管组件的环形区和管柱20的中心通路之间的流体连通。由于该形成流体隔离的能力，因此不需要 在管柱20内部运行用于砂砾填充多层的内部工具。更具体地，根据本专利技术的一些实施例，每个滤管组件(例如滤管组件 50和60)，包括隔离装置(例如填充器30);阀38，该阀38把砂砾 填充泥浆引导到围绕滤管组件的环形区中；滤管36;和阀34，阀34控制 滤管组件打开和闭合。更具体地，根据本专利技术的一些实施例，每个滤管36与特定的阀34关 联，阀34可直接地定位在相关的滤管36的下方，如图1所示。如下面进 一步的说明，在每个36的内部、滤管36和滤管组件的内部基管之间形成 环形空间，用于形成容纳环空(armulus)周围流体的区域。流体不是直 接流通过基管中的端口，而是通过环形流体容纳区域流到相关的阀34，阀 34与滤管36纵向地偏移(例如在滤管36的下面)。因此，根据它的状 态，阀34控制流体是否与它的相关的滤管36连通和是否与管柱的中心通 路连通。因此，根据本专利技术的一些实施例，经系统10的砂砾填充可以下面的 方式进行。首先，每个滤管组件构造成使得当管柱20首先在井下运行时 所有阀34闭合，因而使所有滤管组件构造成保持压力(contain pressure)。如这里所述，各个层(每个滤管组件一个层)可以从底到顶 的顺序方式填充。换言之，当每个层被填充时，打开环形区和管柱中心通 路之间对应的滤管组件的流体连通。因此，泥桨可通过阀38引导进每个 层的环形区中，泥浆然后在滤管组件的滤管36周围沉淀对应的沙子，随 后多余的水通过滤管36返回并进入中心通路20。如更具体的实例，假设与滤管组件60关联的层在被填充。对于该状 态的管柱20，滤管组件50和滤管组件50上方的所有滤管组件构造成使 滤管组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于井的系统，包括：　基管，所述基管包括中心通路、第一径向端口和第二径向端口；　第一滤管，所述第一滤管至少部分地包围基管的第一部分，以便在第一滤管和基管之间产生第一流体容纳区域；　第二滤管，所述第二滤管至少部分地包围基 管的第二部分，以便在第二滤管和基管之间产生第二流体容纳区域；　第一阀，所述第一阀控制第一流体容纳区域和基管之间的流体连通；和　第二阀，所述第二阀控制第二流体容纳区域和基管之间的流体连通，　其中，所述第一阀适用于打开以便允许 第一滤管附近的砂砾填充，所述第二阀适用于在第一滤管附近的砂砾填充期间闭合以便使中心通路与第二流体容纳区域隔离。

【技术特征摘要】
1.一种用于井的系统，包括基管，所述基管包括中心通路、第一径向端口和第二径向端口；第一滤管，所述第一滤管至少部分地包围基管的第一部分，以便在第一滤管和基管之间产生第一流体容纳区域；第二滤管，所述第二滤管至少部分地包围基管的第二部分，以便在第二滤管和基管之间产生第二流体容纳区域；第一阀，所述第一阀控制第一流体容纳区域和基管之间的流体连通；和第二阀，所述第二阀控制第二流体容纳区域和基管之间的流体连通，其中，所述第一阀适用于打开以便允许第一滤管附近的砂砾填充，所述第二阀适用于在第一滤管附近的砂砾填充期间闭合以便使中心通路与第二流体容纳区域隔离。2. 根据权利要求l的系统，其中 所述第一滤管和第一阀与井的第一层关联，所述第二滤管和第二阀与井的第二层关联，所述系统还包括 与第一层关联的附加滤管和附加阀，其中所述附加阀适用于在砂砾填 充期间允许与基管的中心通路的流体连通。3. 根据权利要求2的系统，其中所述附加阀适用于与第一阀同时打开。4. 根据权利要求2的系统，其中所述附加阀和所述第一阀适用于以延时序列打开。5. 根据权利要求l的系统，其中所述第一滤管和第一阀与井的第一层关联，所述第二滤管和第二阀与井的第二层关联，所述系统还包括 与第二层关联的附加滤管和附加阀，其中所述附加阀适用于在砂砾填 充期间阻断与基管的中心通路的流体连通。6. 根据权利要求1的系统，还包括位于第一滤管和第二滤管之间的填充器，所述填充器适用于在砂砾填 充前设置。7. 根据权利要求l的系统，还包括第三阀，所述第三阀选择性地使第一阀的控制端口暴露于压力以便打 开第一阀。8. 根据权利要求7的系统，还包括第四阀，所述第四阀选择性地在基管和井的环空之间建立连通以便将 砂砾填充介质传送到环形区中。9. 根据权利要求8的系统，其中所述第四阀适用于响应基管和井的环空之间的连通的建立，而暴露第一阀的控制端口。10. —种用于井的方法，包括如下步骤把管柱上的滤管组件运行到井中，每个滤管组件与井的不同砂砾填充 层关联；在井的砂砾填充期间，选择性地把滤管组件构造成保持压力以便执行 隔离，而不在基管中运行工具来执行隔离。11. 根据权利要求10的方法，其中所述选择性地隔离的动作包括使管柱中的压力与正在进行砂砾填充的一个层的上方的滤管组件隔离。12. 根据权利要求10的方法，其中每个滤管组件包括多个滤管，所述选择性地隔离的动作包括选择性地隔离作为一个单元的每个滤管组件 的多个滤管。13. 根据权利要求10的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：加里L瑞特斯克，悉尼加斯克，
申请(专利权)人：普拉德研究及开发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：VG[英属维尔京群岛]