[发明专利]用于产生地下井中的环形堵塞的系统和方法

权利要求书

1.一种用于产生地下井中的环形堵塞的系统，所述系统包括：

a）至少部分可渗透的衬管柱，所述衬管柱位于至少部分通向含烃地层的井眼的一部分内；

b）密封金属室，所述金属室围绕着所述至少部分可渗透的衬管柱的一部分布置；

c）容纳在所述密封金属室内的材料，所述材料最初处于凝聚状态，但是在加热到高于某个阈值温度时转变为气态；以及

d）加热容纳在所述密封金属室内的所述材料，以便实现所述材料转变为气态，所述材料在转变为气体时增加所述密封金属室内的压力，所述密封金属室在经受压力增加时膨胀使得与地层接合，由此在所述至少部分可渗透的衬管柱和地层之间形成环形堵塞。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述地下井是用于产生地下井中的环形堵塞的注蒸汽井。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少部分可渗透的衬管柱包括类型选自预钻孔、狭槽、网眼以及它们的组合的孔隙。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述密封金属室选自以下：a）所述衬管柱的一体部分，其组成所述至少部分可渗透的衬管柱的至少一部分；或b）附件，其固定到所述至少部分可渗透的衬管柱。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述密封金属室的几何形状被构造成当膨胀时增强与地层接合的能力。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述密封金属室包括至少一个卸压阀，所述卸压阀被设计成在所述密封金属室的爆破压力之下排气。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述密封金属室包括从至少大约50立方英寸至最多大约1,200立方英寸的未膨胀状态下的体积，并且所述密封金属室内部的所述材料在转变为气态时使所述密封金属室的体积增加至少50%。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述密封金属室内部的所述材料在凝聚状态下处于选自液体、固体以及它们的任何混合物的形式，并且所述密封金属室内部的所述材料选自水、酒精、乙二醇、丙三醇、丙烯酸酯、聚偏二氯乙烯以及它们的组合。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述环形堵塞将环形空间中的流量减小至少大约20%至最多大约100%。

10.根据权利要求1所述的系统，其中加热凝聚状态的所述材料的手段包括引入一井下热源。

11.根据权利要求1所述的系统，其中加热凝聚状态的所述材料的手段包括将经过加热的流体注入所述地下井中。

12.根据权利要求11所述的系统，其中加热凝聚状态的所述材料的手段包括将蒸汽注入所述地下井中。

13.根据权利要求1所述的系统，还包括填充有凝聚状态的材料的一个或多个附加的密封金属室，从而实现所述井眼中的多个环形堵塞。

14.一种用于产生地下井中的环形堵塞的方法，所述方法包括：

（a）形成至少部分可渗透的衬管柱的改进长度，所述改进长度包括：（i）密封金属室，其围绕所述至少部分可渗透的衬管柱的所述改进长度布置；以及（ii）位于所述密封金属室内部的材料，其中所述材料最初处于凝聚状态，并且当加热到高于某一阈值温度时转变为气体；

（b）将所述至少部分可渗透的衬管柱的改进长度定位在井眼的至少部分裸眼区域中，其中在所述可渗透的衬管柱的改进长度和所述井眼的所述裸眼区域之间形成环形区域；以及

（c）加热所述衬管柱的改进长度，以便实现容纳在其中的所述材料从凝聚状态转变为气态，其中所述材料在转变为气体时增加所述密封金属室内的压力，并且所述密封金属室在经受压力增加时膨胀使得与地层接合，由此在所述衬管柱的改进长度和地层之间形成环形堵塞。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述地下井是注蒸汽井。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述至少部分可渗透的衬管柱包括其类型选自预钻孔、狭槽、网眼和它们的组合的孔隙。

17.根据权利要求14所述的方法，其中所述密封金属室选自以下：a）衬管柱的整体部分，其组成所述至少部分可渗透的衬管柱的至少一部分，或b）附件，其固定到所述至少部分可渗透的衬管柱。