專利名稱：對(duì)地下井結(jié)構(gòu)層進(jìn)行斷裂的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種方法和設(shè)備，用于處理地下井結(jié)構(gòu)層，從而激勵(lì)碳?xì)浠衔锏纳a(chǎn)，更特別地，涉及對(duì)井結(jié)構(gòu)層進(jìn)行斷裂的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
已經(jīng)開發(fā)了多種技術(shù)用于處理地井下結(jié)構(gòu)層，從而激勵(lì)碳?xì)浠衔锏纳a(chǎn)。例如，經(jīng)常使用液壓裂縫酸化方法，根據(jù)該方法，用常規(guī)堵塞等將一部分將被激勵(lì)的結(jié)構(gòu)層分離，將含有凝膠、酸、沙漿等的激勵(lì)流體泵壓穿過鉆井進(jìn)入結(jié)構(gòu)層的分離部分中。加壓的激勵(lì)流體以一非常高的力推壓在結(jié)構(gòu)層上，從而在結(jié)構(gòu)層上建立和擴(kuò)展裂縫。但用堵塞分離結(jié)構(gòu)層的要求很費(fèi)時(shí)且相當(dāng)大地增加了系統(tǒng)成本。
液壓斷裂中經(jīng)常遇到的一個(gè)問題是流體損失，為本申請(qǐng)的目的，將其定義為激勵(lì)流體進(jìn)入多孔結(jié)構(gòu)中或進(jìn)入結(jié)構(gòu)層中存在的天然裂縫中的損失。
流體損失可用多種方法降低，如使用泡沫。由于泡沫對(duì)于防止泄漏效果良好，它們還有助于產(chǎn)生大的裂縫。常規(guī)地，在地面設(shè)置發(fā)泡設(shè)備，產(chǎn)生泡沫，然后泵入井下。但泡沫具有大得多的摩擦系數(shù)，并降低了靜水效果，這兩點(diǎn)都嚴(yán)重地提高了用于處理鉆井的壓力。

發(fā)明內(nèi)容
因此需要一種激勵(lì)處理，根據(jù)該激勵(lì)處理，消除了對(duì)于分離堵塞的需要，泡沫發(fā)生是在井下現(xiàn)場(chǎng)完成的，并提高了裂縫長(zhǎng)度。
一方面，本發(fā)明提供一種斷裂井下結(jié)構(gòu)層的方法，該方法包括將多個(gè)噴嘴與結(jié)構(gòu)層的壁成間隔關(guān)系定位，在噴嘴與結(jié)構(gòu)層之間形成一環(huán)形物；在一預(yù)定壓力下將不含酸的激勵(lì)流體泵送通過噴嘴進(jìn)入該環(huán)形物中并打在結(jié)構(gòu)層的壁上；將一氣體泵壓到該環(huán)形物中，使該激勵(lì)流體與該氣體混合，在將混合物噴向結(jié)構(gòu)層而在結(jié)構(gòu)層中形成裂縫之前產(chǎn)生泡沫。
另一方面，本發(fā)明還提供一種用于激勵(lì)井下結(jié)構(gòu)層的設(shè)備，該設(shè)備包括多個(gè)與結(jié)構(gòu)層的壁成間隔關(guān)系定位從而在噴嘴與結(jié)構(gòu)層之間形成一環(huán)形物的噴嘴；用于以一預(yù)定壓力將含酸的激勵(lì)流體通過噴嘴引入到該環(huán)形物中打在結(jié)構(gòu)層壁上的裝置；用于將一氣體泵壓到該環(huán)形物中，使該激勵(lì)流體與該氣體混合，在將混合物噴向結(jié)構(gòu)層而沖擊結(jié)構(gòu)層壁之前產(chǎn)生泡沫的裝置。
根據(jù)本發(fā)明，斷裂、分離和產(chǎn)生泡沫的技術(shù)將組合起來用于對(duì)結(jié)構(gòu)層進(jìn)行更加有效的激勵(lì)。為實(shí)現(xiàn)此目的，激勵(lì)流體將以一個(gè)相對(duì)較高的沖擊壓力和速度下通過一個(gè)工作管柱排出并進(jìn)入一個(gè)鉆井中，而不再需要分離堵塞來斷裂結(jié)構(gòu)層。
附圖描述為使本發(fā)明得到更全面的理解，對(duì)附圖進(jìn)行參照，其中

圖1是位于垂直鉆井中的根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的斷裂設(shè)備的剖視圖。
圖2是圖1和2中設(shè)備兩部件的分解立面圖。
圖3是圖2中部件的剖視圖。
圖4是位于具有水平偏移的一鉆井中的根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的斷裂系統(tǒng)的剖視圖。
圖5是與圖1相似的視圖，但示出位于一垂直鉆井中的根據(jù)本發(fā)明斷裂系統(tǒng)的一可替換實(shí)施例。
圖6與圖5非常類似，但示出位于具有水平偏移的一鉆井中的圖5中實(shí)施例的斷裂系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，示出安裝在一地下基本垂直延伸的鉆井10中的根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的激勵(lì)系統(tǒng)，鉆井10穿透產(chǎn)生碳?xì)浠衔锏牡叵陆Y(jié)構(gòu)層12。一套管14從地面(未圖示)延伸到鉆井10中并終止于該結(jié)構(gòu)層上方。該激勵(lì)設(shè)備包括一工作管柱16，該工作管柱16為管道或盤繞管形式，并從地面延伸穿過套管14。如從圖1中看到的，工作管柱16延伸超過套管14的一端或在其下面，工作管柱16的一端以將要描述的方式與管狀噴射接頭20的一端聯(lián)接。該噴射接頭20具有穿過其壁加工的多個(gè)通孔22，形成下面將詳細(xì)描述的排放射流。
一閥接頭26以同樣將描述的方式與噴射接頭20的另一端聯(lián)接。如下面將詳細(xì)描述的，工作管柱16位于地面的端部用于接收激勵(lì)流體，閥接頭26通常關(guān)閉，使激勵(lì)流體流從噴射接頭20排出。閥接頭26是可選擇的，一般要求例如在擋住、設(shè)備失效等過程中允許緊急反向循環(huán)過程。在鉆井10的內(nèi)表面與工作管柱16和接頭20和26的外表面之間形成一環(huán)形物28。
激勵(lì)流體是一非酸性流體，對(duì)于本申請(qǐng)，是一pH值高于5的流體。該流體包括增粘劑，如水基或油基凝膠，加上必要的發(fā)泡劑，以及各種填加劑，如本領(lǐng)域中公知的表面活性劑，泡沫穩(wěn)定劑，以及凝膠破碎器。典型的流體包括線性或橫向聯(lián)接凝膠，油基或水基；膠凝劑可以是多糖，如瓜爾豆膠，HPG，CMPHG，CMG；或者纖維素衍生物，如羧甲基羥基乙基纖維素(CMHEC)和羥乙基纖維素(HEC)。橫向聯(lián)接劑可以硼酸鹽，Ti，Zr，Al，銻離子源或混合物。流體的一個(gè)更具體但非限定性的例子是每千加侖HEC40磅的流體類型，包含表面活性劑和破碎器。該混合物下面稱作“激勵(lì)流體”。如將要描述的，當(dāng)需要時(shí)，該激勵(lì)流體可與氣體和/或沙子或支撐劑混合。
噴射接頭20和閥接頭26的各軸基本上在鉆井10中基本上垂直延伸。當(dāng)泵壓激勵(lì)流體穿過工作管柱16時(shí)，其進(jìn)入噴射接頭20內(nèi)部，并通過孔22排放到鉆井10中，打在結(jié)構(gòu)層12上。
圖2和3中示出噴射接頭20和球閥接頭26的細(xì)節(jié)。該噴射接頭20由一管狀殼體30形成，該管狀殼體30包括一延伸穿過殼體長(zhǎng)度的縱向流道32?？?2在一個(gè)平面中延伸穿過套管的壁，并可垂直于圖2中所示套管的軸線延伸，和/或如圖3所示與套管軸線成一銳角延伸，和/或與該軸線(未圖示)對(duì)準(zhǔn)。這樣，來自工作管柱16的激勵(lì)流體進(jìn)入殼體30，穿過通道32，從孔22排出。激勵(lì)流體排放模式是繞殼體30延伸的盤的形式。
由于高壓，來自殼體30內(nèi)部的激勵(lì)流體被壓出相對(duì)較小的孔22，實(shí)現(xiàn)一噴射效果。這是由于激勵(lì)流體以一如3000-6000磅/平方英寸這樣相對(duì)較高的壓差排放激勵(lì)流體而導(dǎo)致的，這將激勵(lì)流體加速到一相對(duì)較高的速度，如650英尺/秒。噴射入鉆井10中的該高速激勵(lì)流體使環(huán)繞激勵(lì)流體流的壓力急劇下降(基于著名的伯努利原理)，這消除了對(duì)于上述隔離堵塞的需要。
在殼體30兩端形成兩個(gè)管狀管接頭34和36，并最好與殼體整體成形。管接頭34和36直徑小于殼體30并且是外螺紋，工作管柱16(圖1)的對(duì)應(yīng)端部是內(nèi)螺紋，從而借助于管接頭34將工作管柱緊固到殼體30上。
閥接頭26由一管狀殼體40制成，該殼體40包括一從殼體一端伸出的第一縱向流道42和一從流道42向殼體另一端延伸的第二縱向流道44。流道42的直徑大于流道44，從而在流道之間形成一臺(tái)肩，一球46在流道42中延伸并通常座靠在該臺(tái)肩上。
一外螺紋管接頭48從殼體40一端伸出，用于聯(lián)接激勵(lì)過程中使用的其它部件(未圖示)，如傳感器，記錄器，定中心器等。殼體40另一端為內(nèi)螺紋，用于接收噴射接頭20的外螺紋管接頭36，從而將閥接頭26的殼體40聯(lián)接到噴射接頭的殼體30上。
可以理解，其它常規(guī)部件，如對(duì)中裝置，BOPS，脫模機(jī)，管路閥，固定器等，可以連接到圖1中的系統(tǒng)上。由于這些部件是常規(guī)的，不構(gòu)成本發(fā)明的任何部分，為清楚起見，圖1中作了省略。
操作中，球46落入工作管柱16中，激勵(lì)流體與一些相對(duì)較細(xì)或相對(duì)較粗的支撐劑混合，并連續(xù)從地面通過工作管柱16和噴射接頭20泵壓到閥接頭26。閥接頭26中，球46穿過流道42，座靠在流道42與44之間的臺(tái)肩上。這樣在接頭20和26中建立起流體壓力，使激勵(lì)流體通過孔22排出。
在上述過程中，一主要包含二氧化碳或氮?dú)獾臍怏w從地面泵入環(huán)形物28中(圖1)。氣體流過環(huán)形物28，與來自環(huán)形物的支撐劑激勵(lì)流體混合并由其向結(jié)構(gòu)層載運(yùn)，形成高能混合而產(chǎn)生泡沫。激勵(lì)流體、支撐劑和氣體的混合物下面稱作“混合物”，沖擊結(jié)構(gòu)層的壁。
然后激勵(lì)流體的泵壓速度上升到一水平，因而噴射穿過孔22的激勵(lì)流體的壓力達(dá)到一相對(duì)較高的壓差，并達(dá)到如上所述的高排放速度。這在鉆井壁中產(chǎn)生了空腔或穿孔，有助于腐蝕結(jié)構(gòu)層壁。
當(dāng)每個(gè)空腔變得足夠深時(shí)，限定的混合物將對(duì)空腔進(jìn)行加壓。用于混合物的通路產(chǎn)生在結(jié)構(gòu)層中上述空腔的底部，用作進(jìn)入結(jié)構(gòu)層的輸出口，而環(huán)形物28用作到達(dá)系統(tǒng)的輸入口。從而產(chǎn)生一直接與結(jié)構(gòu)層聯(lián)接的實(shí)際上的噴射泵。另外，每個(gè)空腔變成了一個(gè)小混合室，極大地提高了泡沫的均勻性和質(zhì)量。經(jīng)過一小段時(shí)間后，空腔變得非常大，然后結(jié)構(gòu)層裂縫和混合物或者被推入裂縫中，或者返回鉆井區(qū)域。
此時(shí)，混合物可由一襯墊混合物代替，該襯墊混合物包括該激勵(lì)流體和氣體，但沒有任何相對(duì)較粗的支撐劑，雖然它可以包括少量的相對(duì)較細(xì)的支撐劑。襯墊混合物的主要用途是打開裂縫，進(jìn)行下面描述的進(jìn)一步處理。如果需要產(chǎn)生相對(duì)較大的裂縫，則對(duì)環(huán)形物28中環(huán)繞接頭20的襯墊混合物的壓力進(jìn)行控制，使其小于或等于結(jié)構(gòu)層的液壓斷裂壓力。沖擊或滯流壓力將使凈壓力基本上大于所需的斷裂壓力；因此可產(chǎn)生一非常大的裂縫(如長(zhǎng)度為25英尺到500英尺可更大)。該過程中，襯墊混合物中的泡沫將減小襯墊混合物進(jìn)入裂縫表面和/或天然裂縫的損失。這樣，大部分襯墊混合物體積可用作擴(kuò)展裂縫從而產(chǎn)生相對(duì)較大裂縫的手段。
然后用包括以上述方式形成泡沫的激勵(lì)流體和氣體的混合物，以及濃度相對(duì)較高的粗支撐劑來代替襯墊混合物。將后面的混合物引入裂縫中，用于該步驟的混合物的量取決于所需的裂縫長(zhǎng)度和輸送到裂縫中的所需支撐劑濃度。
當(dāng)上述過程完成后，起動(dòng)一沖洗步驟，根據(jù)該步驟，將有泡沫的激勵(lì)流體和氣體，但沒有任何支撐劑，泵入工作管柱16中，直到將由于前面步驟而存在于工作管柱中的支撐劑從工作管柱中推出。該前后過程中，在全部支撐劑從工作管柱中排出之前，可能需要用支撐劑“壓緊”裂縫，以提高支撐劑在裂縫中的濃度分布，并在結(jié)構(gòu)層與鉆井之間獲得更好的聯(lián)接性。為此，將環(huán)形物28中混合物的壓力降低到一高于結(jié)構(gòu)層孔隙中的壓力而低于斷裂壓力的水平，同時(shí)將裝有支撐劑的流體持續(xù)壓迫進(jìn)入裂縫中并緩慢地?cái)U(kuò)張到裂縫面中。支撐劑這樣壓緊到裂縫中，并將裂縫末端的窄間隙橋接起來，使裂縫停止成長(zhǎng)，這經(jīng)常稱作“末端擋住”?；旌衔镏信菽拇嬖跍p少了與結(jié)構(gòu)層的混合物中液體的損失，因而可大大提高裂縫的擴(kuò)展。
在上述操作之后，如果需要從鉆井10，工作管柱16及接頭20和26中清除異物，如碎石，管道涂料等，則將工作管柱16中激勵(lì)流體的壓力降低，將清洗流體，如水，以一相對(duì)較高的壓力引入環(huán)形物28中。在到達(dá)鉆井10中低于接頭20和26的一個(gè)深度后，該高壓清洗流體與上述激勵(lì)流體方向相反地流動(dòng)并進(jìn)入閥接頭26的流道44的排放端。清洗流體的壓力迫使球閥46脫離與接頭26的流道42和44之間的臺(tái)肩的配合。球閥46和清洗流體通過通道42、噴射接頭20以及工作管柱46到達(dá)地面。清洗流體的這種循環(huán)將工作管柱16、接頭20和26以及鉆井10中的異物清洗出來。
當(dāng)上述清洗操作完成后，如果需要激勵(lì)流體開始以上述方式排放在結(jié)構(gòu)層壁上，則球閥46以上述方式從地面下降到工作管柱16中，如上所述將激勵(lì)流體引入工作管柱16中。
圖4示出一激勵(lì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括圖1-3中系統(tǒng)的一些部件，并給出相同的參考數(shù)字。圖4中的系統(tǒng)安裝在一地下鉆井50中，該地下鉆井50具有一從地面開始延伸的基本垂直部分50a，和一從部分50a延伸到一產(chǎn)生碳?xì)浠衔锏牡叵陆Y(jié)構(gòu)層52中的偏斜的基本水平部分50b。如前述實(shí)施例中那樣，套管14從地面延伸到鉆井50a中。
圖4中的激勵(lì)系統(tǒng)包括一工作管柱56，該工作管柱56為管道或盤繞管的形式，從地面穿過殼體14和鉆井部分50a延伸進(jìn)入鉆井部分50b中。如前述實(shí)施例中那樣，從地面(未圖示)將激勵(lì)流體引入工作管柱56的一端。管狀噴射接頭20的一端以上面所述的方式與工作管柱56的另一端聯(lián)接，用于以上面所述的方式將激勵(lì)流體接收和排放到鉆井部分50b以及結(jié)構(gòu)層52中。閥接頭26與噴射接頭20的另一端聯(lián)接，并以如上所述的方式控制激勵(lì)流體流過噴射接頭。噴射接頭20和閥接頭26的各軸基本上在鉆井部分50b中水平延伸，因而當(dāng)激勵(lì)流體被泵壓通過工作管柱56時(shí)，它進(jìn)入噴射接頭20內(nèi)部，并沿基本上徑向或角度方向穿過鉆井部分50b排放在結(jié)構(gòu)層52上，以如上所述的方式對(duì)其進(jìn)行斷裂。鉆井的水平或偏斜部分是完全的裸眼，本實(shí)施例的操作與圖1中的相同?？梢岳斫?，盡管圖4中所示的鉆井部分50b基本上水平延伸，上述實(shí)施例同樣可用于與水平成一角度延伸的鉆井。
對(duì)于鉆井在其中垂直地、水平地或成角度地延伸相對(duì)較長(zhǎng)距離的結(jié)構(gòu)層，噴射接頭20、閥接頭26和工作管柱56可以初始地設(shè)置在鉆井的下端部分(即離地面最遠(yuǎn)的部分)。上述的斷裂過程可以在整個(gè)水平鉆井部分中重復(fù)多次，如每隔100到200英尺進(jìn)行一次。
圖5中的實(shí)施例與圖1中相似，使用與后一實(shí)施例中相同的部件，這些部件給出與圖5中實(shí)施例相同的參考數(shù)字。設(shè)有一套管60，該套管60從地面(未圖示)延伸到形成于結(jié)構(gòu)層12中的鉆井10中。該套管60在鉆井中工作管柱16及接頭20和26延伸部分的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。因此套管60以及接頭20和26的軸線基本上垂直延伸。
在將激勵(lì)流體引入噴射接頭20中之前，將混有沙子的液體或激勵(lì)流體引入噴射接頭20中，并如上所述，從噴射接頭中的孔22以一高速度排向套管60的內(nèi)壁，在后面的壁上形成小孔或穿孔。所使用的“穿孔”流體數(shù)量比結(jié)合上述實(shí)施例1-3所使用的數(shù)量大得多。然后起動(dòng)結(jié)合圖1-3中的實(shí)施例描述的操作，激勵(lì)流體與泡沫氣體的混合物以一相對(duì)較高的速度排放通過孔22，通過套管60中的上述孔，打擊結(jié)構(gòu)層12，從而以如上所述的方式對(duì)其進(jìn)行斷裂。除此之外，圖5中實(shí)施例的操作與圖1-4中相同。
圖6中的實(shí)施例與圖4中的相似，使用許多與后一實(shí)施例中相同的部件，這些部件給出相同的參考數(shù)字。在圖6的實(shí)施例中，設(shè)有一套管62，該套管62從地面(未圖示)伸入形成于結(jié)構(gòu)層52中的鉆井50中。套管62在鉆井中工作管柱56和接頭20、22所在部分的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。因此，套管62具有分別在鉆井部分50a和50b中延伸的一基本垂直部分62a和一基本水平部分60b。接頭20和26位于套管部分62b中，它們的各軸基本上水平延伸。
在將激勵(lì)液體引入噴射接頭20之前，將混有沙子的液體引入球閥46(圖3)到位的工作管柱16中。液體/沙混合物從噴射接頭20中的孔22(圖2)以一非常高的速度排放到套管62的內(nèi)壁上，穿過后壁形成小孔。然后起動(dòng)上面結(jié)合圖1-3中的實(shí)施例描述的激勵(lì)操作，激勵(lì)流體與泡沫氣體的混合物以一相對(duì)較高的速度穿過孔22和套管62中的上述孔，排放在結(jié)構(gòu)層52的壁上，以如上所述的方式對(duì)其進(jìn)行斷裂。除此之外，圖6中實(shí)施例的操作與圖1-3中相同。
上述每個(gè)實(shí)施例這樣將斷裂特征與泡沫發(fā)生和使用特征相結(jié)合，產(chǎn)生了幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，所有優(yōu)點(diǎn)都增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)層的激勵(lì)以及碳?xì)浠衔锏纳a(chǎn)。例如，泡沫減少了激勵(lì)流體的流體損失或泄漏，因而提高了裂縫長(zhǎng)度，獲得了更好的激勵(lì)效果。同樣，不需要上面所述的精細(xì)而昂貴的堵塞來建立高壓。此外，當(dāng)全部上述激勵(lì)步驟完成后，泡沫有助于從鉆井中清除所用的激勵(lì)流體，否則是很耗時(shí)的。另外，流體基本上以液體形式輸送，從而降低了摩擦以及操作成本。圖5和6中的實(shí)施例除了允許在相對(duì)較長(zhǎng)的套管中更加具體的位置完成激勵(lì)流體打點(diǎn)之外，享有全部上述優(yōu)點(diǎn)。
可以理解，可在不脫離本發(fā)明范圍的前提下在前述實(shí)施例中作各種變化。例如，可在上述穿孔步驟之后將氣體泵入環(huán)形物中，可如上所述將激勵(lì)流體、沙子和支撐劑排入環(huán)形物中，與氣體混合。另外，由于許多原因，如降低成本和提高靜水壓力，可在進(jìn)入套管14之前將在環(huán)形物28中流動(dòng)的氣體與一些液體預(yù)先混合。另外，可在本發(fā)明的范圍內(nèi)對(duì)激勵(lì)流體的構(gòu)造進(jìn)行改變。此外，鉆井的特殊定向可以從完全垂直轉(zhuǎn)換到完全水平。另外，排放孔相對(duì)于噴射接頭軸線延伸的特殊角度可以改變。此外，接頭20中的孔22可用單獨(dú)安裝的由稀有材料如硬質(zhì)合金混合物制成的噴嘴代替，用于提高耐久性。同樣，環(huán)形物28中可使用多種其它流體，包括清洗激勵(lì)流體，化學(xué)控制粘土穩(wěn)定性的液體，以及普通低成本流體。
雖然上面詳細(xì)描述了本發(fā)明的一些示例性實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易明白，在不實(shí)質(zhì)上脫離本發(fā)明的新穎的教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)的前提下，可進(jìn)行多種其它修改。因此，所有這些修改都包括在由下面限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。在如下發(fā)明保護(hù)范圍中，裝置加功能的條款用于覆蓋此處描述的實(shí)現(xiàn)所述功能的結(jié)構(gòu)，不僅包括結(jié)構(gòu)等同物，而且包括等同結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種斷裂井下結(jié)構(gòu)層的方法，該方法包括將多個(gè)噴嘴與結(jié)構(gòu)層的壁成間隔關(guān)系定位，在噴嘴與結(jié)構(gòu)層之間形成一環(huán)形物；在一預(yù)定壓力下將不含酸的激勵(lì)流體泵送通過噴嘴進(jìn)入該環(huán)形物中并打在結(jié)構(gòu)層的壁上；將一氣體泵壓到該環(huán)形物中，使該激勵(lì)流體與該氣體混合，在將混合物噴向結(jié)構(gòu)層而在結(jié)構(gòu)層中形成裂縫之前產(chǎn)生泡沫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，流體的pH值高于5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，激勵(lì)流體是線性或橫向聯(lián)接凝膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，還包括將支撐劑加入混合物中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，混合物中的泡沫將減小流體進(jìn)入裂縫面的損失；從而促進(jìn)裂縫向結(jié)構(gòu)層中擴(kuò)展。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，還包括降低環(huán)形物中的流體壓力，從而終止裂縫擴(kuò)展。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在結(jié)構(gòu)層中形成一鉆井，該鉆井具有一垂直部件和一水平部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，定位噴嘴的步驟包括將這些噴嘴連接到一工作管柱上，并將工作管柱插入鉆井中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括將一套管插入結(jié)構(gòu)層中，將一液體/沙混合物泵壓通過這些噴嘴，從而在泵壓步驟之前穿透套管。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，將該多個(gè)噴嘴定位在一工作管柱中，上述方法還包括終止增加支撐劑的步驟，控制流體和氣體混合物的壓力，使其小于或等于斷裂壓力。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括然后將相對(duì)較粗的支撐劑加入流體和氣體的混合物中，以增大裂縫的尺寸。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，還包括從工作管柱中沖洗支撐劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括在沖洗完成之前用支撐劑壓緊裂縫，上述壓緊步驟最好包括在迫使裝有支撐劑的流體進(jìn)入裂縫的同時(shí)降低環(huán)形物中混合物的壓力。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，將環(huán)形物中混合物的壓力降低到一高于結(jié)構(gòu)層孔隙中的壓力而低于斷裂壓力的水平。
15.一種用于激勵(lì)井下結(jié)構(gòu)層的設(shè)備，該設(shè)備包括多個(gè)與結(jié)構(gòu)層的壁成間隔關(guān)系定位從而在噴嘴與結(jié)構(gòu)層之間形成一環(huán)形物的噴嘴；用于以一預(yù)定壓力將含酸的激勵(lì)流體通過噴嘴引入到該環(huán)形物中打在結(jié)構(gòu)層壁上的裝置；用于將一氣體泵壓到該環(huán)形物中，使該激勵(lì)流體與該氣體混合，在將混合物噴向結(jié)構(gòu)層而沖擊結(jié)構(gòu)層壁之前產(chǎn)生泡沫的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于，噴嘴在一基本徑向方向?qū)⒘黧w導(dǎo)向結(jié)構(gòu)層壁。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的設(shè)備，其特征在于，該混合物在結(jié)構(gòu)層中產(chǎn)生裂縫，還包括當(dāng)裂縫之間的空間注滿流體時(shí)用于降低環(huán)形物中混合物的壓力和氣體壓力的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，還包括用于進(jìn)一步降低環(huán)形物中的混合物壓力和液體壓力，以允許裂縫關(guān)閉的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及對(duì)地下井結(jié)構(gòu)層進(jìn)行斷裂的方法和設(shè)備。其中井下結(jié)構(gòu)層通過將多個(gè)噴嘴與結(jié)構(gòu)層的壁成間隔關(guān)系定位，在噴嘴與結(jié)構(gòu)層之間形成一環(huán)形物而斷裂。在一預(yù)定壓力下將不含酸的激勵(lì)流體泵壓通過噴嘴進(jìn)入該環(huán)形物中打在結(jié)構(gòu)層的壁上，將一氣體引入該環(huán)形物中，使激勵(lì)流體與氣體混合，從而在將混合物噴向結(jié)構(gòu)層而在結(jié)構(gòu)層中形成裂縫之前產(chǎn)生泡沫。
文檔編號(hào)E21B43/26GK1408986SQ02143248
公開日2003年4月9日 申請(qǐng)日期2002年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月28日
發(fā)明者吉姆·B·蘇亞阿馬查, 阿利克·陳, 基思·里斯普勒 申請(qǐng)人:哈利伯頓能源服務(wù)公司