[发明专利]通过激发响应材料进行波及控制

说明书

相关申请交叉参考

【0001】本申请要求在2006年2月10日提交的美国临时申请第60/772,087号的权益。

技术领域

【0002】本发明总体上涉及控制砂、水和烃从井筒的产生。更具体而言但不排它地，本发明涉及应用激发响应材料(stimulus-responsivematerial)以控制井筒中的生产剖面和注入剖面，这通常被称为“波及控制(conformance control)”。

背景技术

【0003】本部分意欲介绍本领域的各个方面，其可以与本技术的示例性实施方式相关。该讨论被认为有助于提供有利于更好地理解本技术具体方面的框架。因此，应当理解，本部分应当以此角度来阅读，而不必是对现有技术的承认。

【0004】烃如油和气的生产已经进行许多年。为了生产这些烃，生产系统可以利用各种装置如防砂设备、流量控制装置和其它工具，以完成井内的具体任务。通常这些装置被置于在下套管完井或裸眼完井中完成的井筒里。在下套管完井中，井筒套管被置于该井筒里，并且射孔形成穿过该套管进入地层里，以提供地层流体如烃进入井筒的流动路程。另外，在裸眼完井中，生产套管被置于井筒内部，而没有井筒套管。地层流体流经地层与生产套管之间的环空进入该生产套管。

【0005】无论完井类型如何，从一些地层中生产烃是具挑战性的，因为固体物质如颗粒或沙粒和水可以随着地层烃而产生。举例来说，一些地层可包括高压/高温储层、长层段、弱胶结地层和/或松软地层。尽管固体颗粒的产生可以借助通常的防砂技术来控制，但是水的产生可能存在问题，这显著增加了单个井的成本。也就是说，控制来自地层的不想要的气体和水的成本可能导致运转的井更少。

【0006】作为例子，成本可能与来自一些地层的不想要的气体和水的产生有关。这些成本可能包括与提升、搬运和处理过量流体相关的直接成本以及与更期望流体如烃的生产率降低和回收降低相关的间接成本。根据Seright等的一篇论文，在美国，每一桶油，产生七桶水，而在全世界范围内，每一桶油，产生三桶水。参见Seright等，″A Strategyfor Attacking Excess Water Production″，SPE Permian Basin Oil and GasRecovery Conference，Midland，Texas(May 2001)。处理水每年的成本在美国估计为50亿至100亿美元，在全世界范围内为400亿美元。另外，不想要的气体可能引起地层价值另外的损失。举例来说，气体与油的高比例可能导致油产量缩减或储藏量损失。与不想要气体的产生相关的额外成本可能包括修复挤压地层的成本或者气体流向火炬塔的损失。因此，来自地层的不想要的气体和水的产生可能限制或阻止烃从地层的生产。

【0007】同样，注入应用可能经受各种剖面调整问题。举例来说，在压力保持应用中，未控制的注入剖面可能导致地层一个层段注入过量或另一层段注入不足。事实上，过量注入甚至可能导致过早突破和在附近生产井中产生不想要的水或气体。此外，井处理应用是注入应用的另一问题范围。对于这些井处理应用，利用处理流体如酸、示踪剂、防垢剂等的剖面调整来有效地处理某些井条件。保持剖面调整失效可能导致过量的处理体积增加成本，因为井处理已经失效。因此，来自地层的不想要的气体和水的产生可能限制注入应用的效力。

【0008】已经研发并使用了各种方法来降低与来自地层的烃一起产生的水的流量。这些方法通常涉及将流体泵入地层中，该流体在其中形成水堵物质。举例来说，美国专利号3,334,689公开了一种止水涌方法，其中包含单烯键不饱和丙烯酸酯单体和交联剂的可聚合组合物的水溶液被注入也产生水的产烃地层部分。该单体和交联剂在该地层里形成稳定的交联冻胶，因此降低了该地层的水渗透性并且因此终止或至少减小了来自地层的水的流动速率。

【0009】美国专利号5,358,051公开了另一止水涌方法。在这种方法中，在含有烃的地层的产水部分中形成凝胶，以降低或防止水自地层产生。根据这种方法，选自羟基不饱和羰基化合物的自交联单体通过合适的引发剂在该地层中聚合。

【0010】已经利用其它方法来降低水自产烃和水的地层产生，所述其它方法利用各种其它水堵剂，包括交联冻胶、水泥组合物和各种聚合物。然而，这样的方法通常只降低水的产生，并且直到水已经侵入地层里的油带之后才被利用。因此，直到水的产生已经变成使分离和处理的操作成本增加的问题时，这些其它方法才被利用。