[发明专利]射孔枪系统和方法

说明书

一种射孔枪系统，其具有利用适配件耦接到一起的至少两个枪段。每个枪段是可调节的以相对于彼此偏移，并且每个枪段还相对于井筒套管的内径偏离中心。每个枪段能够连续地移动到井筒套管中的区间，以产生射孔使得套管开口百分比对于基本的流体流动而言是大的。枪段的对齐和直径被选择为占据套管的整个内径。

相关申请的交叉引用

本非临时申请要求于2017年2月2日提交的名称为“射孔枪系统和方法”的美国临时专利申请62/453,932的优先权，依赖于该临时专利申请并且在该临时专利申请的申请日的12个月内提交，该临时专利申请的全部技术内容在此通过引用并入本申请。

技术领域

本公开总体涉及用于石油和天然气工业中以对井筒套管和地下含烃地层进行爆破地射孔的射孔枪，更具体地涉及用于使井筒套管中的区间中的套管去除百分比最大化的改进的枪系统和方法。

背景技术

在套管井筒作业中，通常使用两个或更多个同心套管，其直径随着井孔深度的增加而减小。射孔枪可以用于生产期间以及在停产后的弃井期间。生产需要在同心套管的最内套管中射孔，该套管具有最小直径并且位于井筒相对于其他套管的最大深度处(井下)。弃井需要在通常具有较大直径并且相对于在生产期间进行的射孔位于较浅的深度处(井口)的套管中射孔。

例如，在套管井筒完井过程期间，枪串组件位于井筒套管中的隔离区域。枪串组件包括利用诸如螺纹串联子接头(threaded tandem subs)的连接件彼此耦接的多个射孔枪。射孔枪然后发射，产生通过套管和水泥并进入目标岩石的孔。这些射孔然后允许岩石地层中的石油和天然气与井筒之间进行流体连通。在石油和/或天然气井的完井期间，通常会用炸药对含烃地层进行射孔，以允许烃流入井筒。这些炸药被装载在射孔枪中，并且通常是“成形装药”，其在引爆时产生在选定方向上推进的由爆炸形成的穿透射流。当射孔枪系统中的装药被引爆并且井筒被射孔时，在井筒套管中产生入口孔并且爆炸产生射入含烃地层的射流。入口孔的直径取决于几个因素，包括但不限于成形装药中衬管的性质、爆炸类型、套管的厚度和材料、套管中的水隙、射孔枪的中心化、一组中装药的数量以及一个阶段中的组数。这里使用的术语“水隙”是射孔枪的外径与套管内径之间的间隙。

射孔也发生在生产停止后井筒准备废弃时。例如，在弃井作业期间，通常称为“封堵和废弃”，需要射孔来打开套管的一部分，以便沉积密封剂，例如水泥。这是为了防止在井下套管中产生的流体向可能污染地下水的表面迁移。适当的射孔在套管的期望部分中产生多个尽可能大的开口。为了实现这个目的，可以用枪系统在选定的区间上射孔，然后移除枪系统。期望有一种改进的枪系统，其能够在套管中实现具有时间和成本效益的适当的开口。

发明内容

根据示例性实施例，提供了枪段耦接到一起的射孔枪系统。枪段相对于彼此可调节并且可以相对于相邻段偏移。而且，每个枪段配置为可连续移动到井筒中的预定位置，使得每个枪段可以对相同的区间进行射孔。另外，每个枪段可以耦接到一起，使得每个枪段的轴向中心线是相对于直接相邻枪段的轴向中心线可机械调节的。

根据另一方面，提供了射孔方法的示例性实施例，其包括以下步骤：(1)将具有至少两个枪段的枪系统部署到井筒套管中；(2)将至少两个枪段的第一枪段布置在井筒套管中的预定位置处；(3)利用第一枪段在预定位置处射孔；(4)将射孔枪系统中的下一枪段移动到井筒套管中的预定位置；(5)利用下一枪段在预定位置处射孔；以及(6)重复步骤(4)和(5)，直到所有枪段在预定位置处射孔为止。

上述内容是本发明的示例性实施例和特征的一些方面的简要概述。其它实施例和特征在下面详细描述，和/或将在与附图结合考虑时从本公开的以下详细描述中变得显而易见。

附图说明