[发明专利]用于保护围绕井套管的环形空间中的管道的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于保护围绕井套管的环形空间中的管道的方法和系统。

背景技术

通常，井由伸缩式的一系列钢制管状井套管构成，以便由其自身和周围岩石提供井的完整性。通过一些机械装置用水泥和/或其它方式将这些井套管固定在井眼中。为了允许流体进入或者离开井眼，通常安装聚能射孔弹并且使得聚能射孔弹爆炸，以提供穿过钢制管道、水泥并且进入到选定的周围储层中的一系列穿孔。布署射孔弹常常需要将弹药以螺旋构造安装在射孔弹载体或者枪中。每米40个射孔的射孔密度是常见的，并且意味着井套管的整个横截面和纵向截面均是潜在但相对随机的目标。虽然研究和开发高效聚能射孔器经历许多年并且付出很大成本，但是成功且有效的穿孔取决于两个基本因素：射孔密度和相位调整。

在气井中，因为射孔密度使湍流最小化并且增大流入面积，所以射孔密度很重要。

相位调整增加了有效井眼半径。

还有,不应当忽视的是，聚能装药的一个目的是穿透钢、水泥和储层岩石而达到足以超过滤饼深度和其它表皮效应的深度。

通常通过将光缆或者电缆或者小直径液压管线（通常为7mm或者1/4″直径的不锈钢管线）机械夹持在生产管上来管理针对光缆或电缆或者小直径液压管线的数据收集、感测、通信和命令和控制的应用，所述生产管安装成连续生产/注入流体管道并且不视为油井构造管的一部分。常常用硬塑料/尼龙覆盖件封装这些缆和管线，以便提供抗压性和耐磨性。

通常，在已经实施射孔操作之后，将生产管安装在油井中，并且因此已经夹持到生产管上的任何缆或者液压管线免于被射孔损坏。

对井和储层实施监控以将缆和小直径管安装在井构造套管后面的目的需求日益增长。这样做使得这些部件面临由射孔弹的不可避免的撞击所导致的潜在损坏或者不可挽回的失效。基本上，在不可能保证缆的定向时，射孔密度或者相位调整的情况无关紧要。

减轻在炸药穿透套管时对布置在井套管外侧的缆和其它管道损坏的现有方法包括：进行磁场干扰检测和/或检测由管道产生的声波反射异常，以及随后将炸药定向，使得其不能碰撞和损坏管道。

磁场干扰检测工具的示例是由斯伦贝谢公司销售的动力定向工具（POWIT）和有线射孔平台（WPP）。

用于检测声波反射异常的工具是由斯伦贝谢公司销售的超声成像工具（USIT）。

将大直径（D=～1.25cm）编织钢缆并入到管道的封装件中有助于实施两种形式的检测，同时还用作减震器，以向管道提供额外的保护。

当前可获得的具有成直线安装的弹药的0°相位射孔弹枪可以与上面提到的磁检测工具以及与电动旋转定向工具一起进行。USIT工具需要在进行定向/射孔之前进行单独的检测/测井。

还有，在基于USIT测井进行预定定向的情况下，已经成功应用了下侧射孔系统来穿透水平井眼。

根据所使用的检测系统，在获得可靠的线路检测和远离缆和管子实施有把握的射孔时，集中化/分散化是绝对至关重要的。

较之正常射孔，定向射孔显然更昂贵。当考虑到可能需要运行至少两次单独射孔并且0°相位调整意味着每米的射孔更少时，即使忽略降低的生产/注入能力，定向射孔的成本也接近传统180°/360°相位射孔的成本的三倍。由次优选相位调整所造成的生产损失和定向所增加的成本可以高达数百万美元。

通常在数据收集期之后将监控井和/或观察井转换成生产井或者注入井，因此，假定在转换时不希望损失关于监控井的数据收集和感测性能，则安装在井套管后方的装置承担定向射孔并且结果导致射孔效率降低。

因此，需要通过使得由聚能射孔弹产生的波阵面或喷射材料偏转而保护电缆和其它管道免于遭受射孔损坏。

还需要提供一种装置，以便穿透井套管或者同轴的一组井套管，而不会损坏任何可通过夹持件或者其它装置附接到井套管中的至少一个的外表面的管道。

而且，需要消除使用定向射孔设备的需要并且允许使用全相位射孔枪。

另外，需要提供一种布署并且夹持缆或者其它管道的装置，所述装置可以与聚能装药偏转器结合成一体，并且在安装期间可以卷绕或者解绕。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于保护围绕井套管的环形空间中的管道的方法，所述方法包括将管道布置在形成于防护沟槽件中的槽内，所述防护沟槽件被固定到井套管的外表面。

根据本发明，还提供了一种用于保护围绕井套管的环形空间中的管道的系统，所述系统包括防护沟槽件，所述防护沟槽件被固定到井套管的外表面并且包括槽，缆布置在槽中。