[发明专利]多区域筛选压裂系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2011年7月12日提交的美国临时申请61/506,897的非临时申请并且要求该临时申请的优先权，该临时申请通过参引的方式并入本文。

背景技术

很多井由支撑剂（例如沙子等）进行压裂从而处理地层并且改进生产。在许多情形中，在单个井眼中执行多次压裂从而处理地层中感兴趣的不同区域。本领域中存在允许操作者在井眼中单程压裂多区域的系统。一些系统甚至使用井筛来防止支撑剂在操作过程中回流。

不幸地，包括井筛的现有系统使用维修转换工具来操作。转换工具横跨从工作管柱到井筛外侧的环状空间的流体流动路径，反之亦然。但是，使用转换工具具有多个劣势。

本公开的主题在于克服或者至少减小上述问题中的一个或者更多个的影响。

发明内容

用于钻孔的多区域压裂组件具有布置在钻孔中并且限定通孔的管状结构。布置在管状结构上的多个节段均具有隔离元件、流动阀、筛以及止回阀。能够是膨胀封隔器、液压坐封封隔器或者机械坐封封隔器的隔离元件沿钻孔将围绕该节段的钻孔环状空间与其它节段隔离开。如果需要，流动管能够布置在钻孔环状空间中并且能够穿过隔离元件在节段中的一个或者更多个之间连通。

流动阀可选择性地在打开状态与关闭状态之间操作。因此，处于打开状态的流动阀允许通孔与钻孔环状空间之间的流体流通，但是，处于关闭状态的流动阀防止通孔与钻孔环状空间之间的流体流通。

布置在管状结构上的筛与钻孔环状空间连通，并且止回阀在筛与通孔之间流体连通。止回阀允许从筛到通孔中的流体连通，但是防止从通孔到筛的流体连通。

在一个布置中，管状结构的关于节段中的给定一者的至少一部分包括基管，基管具有通孔并且限定将通孔连通到基管外侧的至少一个管口。当布置在基管上时，止回阀允许从筛到至少一个管口的流体连通并且防止从至少一个管口到筛的流体连通。

具体地，止回阀能够具有布置在基管上的壳体，并且筛能够具有与壳体流体连通的一个端部。壳体具有至少一个内部流动通道并且具有至少一个止回球。至少一个内部流动通道将筛与至少一个管口连通。为了控制流动，至少一个止回球可相对于至少一个内部流动通道移动。在一个状态下，至少一个止回球允许通过至少一个内部流动通道的流体流通，然而在另一个状态下，至少一个止回球防止通过至少一个内部流动通道的流体连通。

在一个布置中，流动阀是具有壳体和可在其中移动的插入件的滑套。壳体具有将通孔与壳体外侧连通的流动端口，并且插入件在壳体中可在关闭状态与打开状态之间移动，关闭状态防止通过流动端口的流体连通，打开状态允许通过流动端口的流体连通。

为了使座移动，插入件具有布置在插入件中的座，配置在管状结构中的塞安置在该座上并且响应于施加在就位的塞上的流体压力将插入件从关闭状态移动至打开状态。

在其它布置中，插入件能够由移位工具移动。具体地，组件能够具有布置在管状结构的通孔中的工作管柱。工作管柱具有致动工具并且限定通过工作管柱的流体通道。出口端口将流体通道连通到工作管柱外侧。在组件中，工作管柱可操作地利用致动工具打开和关闭每个节段的流动阀。工作管柱可操作地在组件内侧密封，并且当流动阀呈打开状态时，工作管柱可操作地将出口端口置于与钻孔环状空间密封流体连通。

如果需要，组件能够具有用于节段中的至少一者的旁通管。旁通管将通孔的位于工作管柱的在组件内侧密封的位置的一侧的第一部分连通至该位置的另一侧。

在用于钻孔的多区域压裂方法中，将组件布置在钻孔中，并且将钻孔的围绕组件的环状空间隔离成多个隔离区域。为了隔离环状空间，例如，该方法能够包括将组件上的封隔元件接合抵靠钻孔。

用组件上的筛将来自隔离区域的环状空间的流体连通筛选到组件的通孔中，并且防止通过筛从通孔到隔离区域的环状空间的流体连通。例如，筛选流体能够包括允许从筛通过组件中的与通孔连通的穿孔的流体连通，并且防止从通孔到环状空间的流体连通能够包括设置在筛与穿孔之间流体连通的止回阀。

在该方法中，用处理流体处理每个隔离区域通过下述步骤实现：选择性地打开组件中的位于每个隔离区域处的端口，并且使处理流体沿通孔向下通过打开的端口流动到每个隔离区域。例如，选择性地打开组件中的位于每个隔离区域处的端口包括通过使组件中的插入件从端口移开打开组件中的端口。另外，能够在每个隔离区域处实现选择性地关闭组件中的打开的端口。