[发明专利]选择性水力压裂工具及其方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年7月28日提交的美国申请No.13/193,028的优先权，该申请全部内容在此引入作为参考。

背景技术

在钻井和完井工业中，通常形成钻孔以便开采或注入流体。钻孔用于勘探或提取自然资源，例如烃、油、天然气、水、和CO2封存。为了提高从地下钻孔的开采率和提取率，可以利用加压浆体、含支撑剂的压裂流体或其它处理流体。一旦停止注入压裂流体，岩层壁中的压裂就可以通过颗粒而保持打开。

传统压裂系统使加压压裂流体流过管柱，所述管柱向井下延伸穿过横穿待压裂的区域的钻孔。管柱可以包括打开以允许将压裂流体引向目标区域的阀门。为了从地面远程打开这些阀门，一球落入管柱中，着陆在与特定阀门相关联的球座上以阻止流体流过管柱，因而在球的井口方向积聚压力，所述压力迫使套筒下向井下，从而打开管柱壁上的孔口。当涉及多个区域时，球座具有变化的尺寸，最靠井下的座是最小的，最靠井口的座是最大的，这样，直径增加的球顺序落入管柱中从而从井下端到井口端顺序地打开阀门。因而，通过从压裂最靠井下的区域开始并向上朝着最靠井口的区域作业，以“自底向上”的方式压裂钻孔区域。

为避免与采用不同尺寸的球座（最小的球座可能会过多地限制通过管柱的流动）和相应的不同尺寸的球相关联的不可避免的复杂性，已经提议使用可变形的球和球座，然而，迫使球通过球座的速率引起了额外的复杂性，包括处理选定材料的不同的变形率，因为其在井下环境不会像期望的那样起作用。而且，尽管利用不同尺寸的球提供了某些优点，但是，压裂操作的顺序仍然局限于“自底向上”的方式。

发明内容

一种选择性的井下工具，包括：管，所述管具有能够使流体从中通过的纵向孔并且具有所述管的壁中的阀门开口；可膨胀球座，所述可膨胀球座能够选择性地在第一尺寸与更大的第二尺寸之间运动，所述第一尺寸设计成捕获球以阻止通过所述管的流动，所述第二尺寸设计成释放该球通过所述管；和阀盖，所述阀盖能够在所述管内纵向地运动，所述阀盖包括可溶解的插入件。

一种操作井下工具的方法，该方法包括：将井下工具下入到钻孔中，该工具包括具有由阀盖覆盖的阀门开口的管；纵向移动阀盖，以使阀门开口暴露出来；通过阀门开口进行作业之后，通过阀盖重新覆盖阀门开口；和溶解阀盖的一部分，以再次暴露阀门开口。

附图说明

不管怎样，下面的描述都不应看作是限制性的。参照附图，同样的元件标记相同的附图标记表示：

图1描绘了处于送入位置的选择性的水力压裂工具的示例性实施例的截面图；

图2A-图2C描绘了用于图1的选择性的水力压裂工具内的球座的示例性实施例的透视图和截面图；

图3描绘了用于图1的选择性的水力压裂工具的位置的指示路径和指示销的一部分的示例性实施例的示意图；

图4描绘了图1的选择性的水力压裂工具的截面图，球落入其中并在其内建立了压力；

图5描绘了用于图4的选择性的水力压裂工具的位置的指示路径和指示销的一部分的示意图；

图6描绘了图1的选择性的水力压裂工具的截面图，其中球座膨胀；

图7描绘了用于图6的选择性的水力压裂工具的位置的指示路径和指示销的一部分的示意图；

图8描绘了图1的选择性的水力压裂工具的横截面图，其中球座缩回；

图9描绘了用于图8的选择性的水力压裂工具的位置的指示路径和指示销的一部分的示意图；

图10描绘了依照现有技术利用选择性的水力压裂工具可实现的压裂操作顺序的示意图；

图11描绘了利用选择性的水力压裂工具可实现的另一压裂操作顺序的示例性实施例的示意图；

图12描绘了利用选择性的水力压裂工具可实现的又一压裂操作顺序的示例性实施例的示意图；

图13是在此公开的已经嵌在封装材料中并分段的粉末310的微观照片；

图14是粉末颗粒312的示例性实施例的示意图，就好像图13的截面5-5所表示的示例性截面图中显示的那样；

图15是在此公开的粉末压块的示例性实施例的微观照片；

图16是利用粉末制成的图15的粉末压块的示例性实施例的示意图，所述粉末压块具有单层粉末颗粒，就好像沿截面7-7剖取的那样；