[发明专利]提供动态瞬时压力条件以改善射孔特性的方法

说明书

技术领域

一般地，本发明涉及在井筒中提供动态瞬时压力状态(dynamic transientpressure condition)以改善形成于储层中的射孔的特性。

背景技术

为了完井，对邻近井筒的一个或多个地层进行射孔，以允许各地层的流体流入生产井到达地表或者允许将注入流体施加到所述地层中。可将射孔枪管柱(perforating gun string)降至油井中并触发射孔枪，从而在套管上形成开口并使射孔延伸到周围地层中。

射孔孔道形成的爆炸性使地层的砂粒散落。在各射孔孔道周围形成一层渗透性低于原始地层基岩(virgin formation matrix)的“震动损害区(shockdamaged region)”。该过程还可造成充满岩石碎片的孔道，岩石碎片中混杂着射孔弹碎片。损害程度以及孔道中的松散碎片量会削弱生产井的产能或注入井的注入能力。

为获得清洁的射孔并消除射孔损害，可进行负压射孔，即在井筒压力低于地层压力时进行射孔。人们已经采用斯伦贝谢的PURE(Perforating forUltimate Reservoir Exploitation)技术，以在形成射孔之后立即提供瞬时负压，进而降低或消除射孔损害并提高产能或注入能力。

然而，已证实在某些情况下仅使用瞬时负压不能提供最佳射孔。

发明内容

一般地，根据一种实施方案，用于油井的方法包括在井筒层段(wellboreinterval)中形成瞬时过压状态(transient overbalance condition)，使得井筒层段的压力大于周围地层中的储层压力，其中形成瞬时过压状态致使地层的近井筒区域的压力升高。井筒层段中的压力以一定的速度降低，形成相对的负压状态，其中井筒层段中的压力低于地层的近井筒区域中的压力但高于储层压力。

一般地，根据另一种实施方案，用于油井的方法包括利用具有可膨胀部件的装置在井筒层段中形成过压状态，其中使可膨胀部件膨胀以产生瞬时过压状态。形成过压状态之后，利用该装置降低井筒层段中的压力，以在井筒层段和周围地层的近井筒区域之间形成压差。

根据以下说明、附图和权利要求书，其它或可替换的特征将变得显而易见。

附图说明

图1图示了根据实施方案的用于在井筒层段周围的地层中形成射孔的工具管柱(tool string)的部分示范性排列。

图2示例使用图1所示的工具管柱中的控压装置形成压力脉冲。

图3-5示例根据一种实施方案形成瞬时过压状态的动态过压腔装置(dynamic overbalance chamber device)的实例。

图6为根据一种实施方案使用工具管柱形成的井筒压力和近井筒地层压力随时间变化的曲线图。

图7示例具有调压室(surge chamber)的射孔枪。

具体实施方式

在随后的说明中，阐述大量细节以供理解本发明。然而，本领域技术人员应当理解的是，可在没有这些细节的情况下实施本发明，并且可对所述实施方案进行各种改变或改进。

如本申请所用，在本说明书中使用表示给定点或要素以上或以下的相对位置的术语“以上”和“以下”、“向上”和“向下”、“上部”和“下部”、“向上地”和“向下地”或者其他类似的术语，以更清楚地说明本发明的一些实施方案。然而，当应用于倾斜或水平井筒所用的设备和方法时，这些术语可指由左向右、由右向左或合适的斜向关系。

根据一些实施方案，使用具有可膨胀部件的动态过压腔(DOBC)装置，使所述可膨胀部件膨胀，从而在井筒层段中形成瞬时过压状态。在一些实施方案中，可在射孔枪中的聚能射孔弹(shaped charge)引爆之前形成瞬时过压状态，使得在周围地层中形成射孔孔道的过程中，迫使井筒流体进入射孔，从而提高射孔周围的孔压。

还可使用DOBC装置，通过使DOBC装置的可膨胀部件收缩或突然停止DOBC装置可膨胀部件的膨胀，在井筒层段和周围地层之间形成压差。在一些实施方案中，DOBC装置中可膨胀部件的收缩可使井筒层段中压力的降低速度快于周围地层压力。因此，存在一段时间，在这段时间内井筒层段具有低于周围地层的压力，从而有效地提供相对负压状态，其中至少在地层的近井筒区域中，井筒层段中的压力低于周围地层的压力。地层的近井筒区域是指邻近井筒的地层区域。在井筒层段和至少地层的近井筒区域之间形成压差的能力解决了下述问题：例如当储层压力相对较低时不易形成真正的负压状态。