[发明专利]井操作的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于通过熔化周围材料而堵塞并废弃井的方法。

背景技术

为了使得在井中的堵塞并废弃(P&A)操作的期间满足政府要求，深设置挡板必须被安置得尽可能靠近潜在的入流源，覆盖所有泄漏路径。永久的井挡板应该横过包括所有环形物的井的整个横截面区域延伸，并且在井中既竖直地也水平地密封。这要求机械地去除铺管、或者对管道穿孔，之后冲洗管道后面。这将导致来自于例如机械铣削的切屑或者碎屑需要从所有流线(包括BOP系统)被清扫到钻塔中。通常，水泥被用于P&A操作的目的。但是，井挡板必须遵守所有下列的针对P&A堵塞的要求：a)不渗透性，b)长期完整性，c)无收缩，d)可延展性(非脆性的)-能够承受机械负载或者冲击，e)对不同的化学制品/物质(H2S、CO2和碳氢化合物)的耐性和f)润湿-以保证粘合到钢上。

申请人已经发明了使用生热混合物(例如灼热剂混合物)的一种执行P&A操作的可替换的方法。灼热剂通常已知为金属粉末和金属氧化物的烟火合成物。金属粉末和金属氧化物产生被通称为灼热反应(thermite reaction)的放热的氧化-还原反应。许多金属可以是还原剂，例如，铝。如果铝是还原剂，则该反应被称为铝热反应(aluminothermic reaction)。大部分种类不是爆炸性的，但是可能产生在短时间期间内被聚焦在非常小的区域中的极高温度的短爆裂。温度可以达到3000℃那么高。

存在现有技术的解决方案，其中灼热剂被用在井技术的领域中。在文献US 2006/144591(冈扎勒士(Gonzalez)等人)和US 6923263 B2(伊登(Eden)等人)中披露了实例。US 2006/144591 A1描述了熔融的金属栓塞在井中的使用。US 2006/144591 A1的目的是使用放热的反应剂材料来熔化可熔修复材料(比如共晶材料)。被披露的方法包括在地下井中的结构(在该处期望流体密封)附近引入可熔修复材料。放热的反应剂材料定位在可熔修复材料附近。放热的反应剂被点燃或者以别的方式起动以产生放热的反应，该放热的反应提供热到可熔修复材料并且将可熔修复材料熔化成熔融物质。熔融物质横穿所述结构和流体密封缺陷流动并凝固以在地下井结构中实现流体密封。所例示的适合的放热反应剂材料包括灼热剂、混合燃烧剂(thermate)和高放热化学反应，比如氯化铵与亚硝酸钠之间的反应，而优选的可熔材料包括随着从熔融状态的冷却和凝固而膨胀的焊接剂和共晶金属。

US6923263 B2披露了一种用于在外壳中形成栓塞的装置，该装置包括栓塞材料的本体和用于插入进外壳中的载体。载体支撑栓塞材料的本体。载体包括心轴和沿着所述心轴间隔开的至少两个圆形法兰(flange，凸缘)。载体也包括用于加热心轴的加热器。心轴被加热到高于心轴中的材料的熔点的温度并且栓塞材料滑落进该至少两个圆形法兰中。该至少两个圆形法兰迫使膨胀了的凝固的栓塞抵靠外壳，这有助于心轴与栓塞材料之间的热传递，并且阻止凝固了的材料沿着外壳蔓延。从US 2002/170713A1和US 4298063 A中得知其他现有技术解决方案。

所披露的现有技术解决方案中的一个共同特征是金属栓塞材料被引入井中。此外，栓塞大体上形成在管道(比如外壳或者管线)的内部，在所述管道的内部上形成金属密封。因此，被引入的栓塞材料的熔点必须低于周围管道的熔点以避免周围管道熔化。

本发明的一个目的是提供一种用于通过使用灼热剂混合物对设置在井中的井元件进行永久井废弃或者去除的方法。

本发明的另一个目的是减小或者去除在P&A操作中对钻塔的需要。

发明内容

本发明被阐述并且在独立权利要求中描述其特征，而独立权利要求描述了本发明的其他特征。

本发明涉及一种通过熔化周围材料(诸如管道、水泥和地层砂)而废弃井的方法，该方法包括以下步骤：

-提供一定量的生热混合物，该量适合于执行期望的操作，

-将生热混合物定位在在该井中的期望位置处，

-点燃生热混合物，从而熔化该井中的周围材料。

进一步描述了一种通过熔化设置在井中的井元件而去除所述井元件的方法，该方法包括以下步骤：

-提供一定量的生热混合物，该量适合于执行期望的操作，

-将生热混合物定位在该井中的期望位置处，

-点燃生热混合物，从而熔化井元件。