專利名稱：使用具有外部示蹤劑涂層的生產(chǎn)管對(duì)發(fā)生故障的裸眼封隔器進(jìn)行地表檢測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在地下烴生產(chǎn)井的沒(méi)有安裝套管的水平部段的完井中使用的方 法，具體地涉及一種技術(shù)，在該技術(shù)中，所謂的裸眼封隔器用于在沿著一段水平管道或者生 產(chǎn)管的儲(chǔ)層巖石中形成隔室，所述一段水平管道或生產(chǎn)管將產(chǎn)出的烴產(chǎn)品運(yùn)送到地表。術(shù) 語(yǔ)“裸眼”指的是這樣的事實(shí)，即，井套管沒(méi)有如同其典型地安裝在井筒的豎直部分中那樣 地安裝在水平部段中。
背景技術(shù)：
預(yù)先完井的主要目的是對(duì)沿著井筒的水平部段的不同流入?yún)^(qū)域進(jìn)行流動(dòng)控制。這 種流動(dòng)控制嚴(yán)重依賴于安裝以形成隔離隔室的裸眼封隔器的可靠性，所述隔室由生產(chǎn)管和 作為井筒的周圍儲(chǔ)層巖石壁來(lái)限定。安裝裸眼封隔器的目的是隔離生產(chǎn)管的被穿孔以用于 接收從介入空間產(chǎn)出的油所流入的部段，“無(wú)孔”或未穿孔的生產(chǎn)管的其余部分經(jīng)過(guò)所述介 入空間。如在此所使用的，術(shù)語(yǔ)無(wú)孔的生產(chǎn)管是指沒(méi)有被穿孔并且沒(méi)有構(gòu)成流入控制裝置 (I⑶)的生產(chǎn)管，所述流入控制裝置用于允許烴流體進(jìn)入生產(chǎn)管中以產(chǎn)出到地表。
即使在碳酸鹽地層中，井筒中的巖石表面也可能是不規(guī)則的。這種不規(guī)則性可干 擾使用裸眼封隔器形成可靠的液密密封的能力。目前，尚沒(méi)有一種在地表處確認(rèn)裸眼封隔 器按照預(yù)期完全封閉隔室以及確認(rèn)預(yù)先完井的目標(biāo)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的方法。需要一種直接衡量在 預(yù)先完井中形成隔室的裸眼封隔器的可靠性的方法。從井管理的角度來(lái)看并且由于安裝裸 眼封隔器的成本很高，這種確定尤為重要。
在本領(lǐng)域中已知了與完井結(jié)合使用的多種類型的示蹤劑和示蹤劑組合物。下面所 公開(kāi)的若干項(xiàng)專利利用示蹤劑來(lái)確定從儲(chǔ)層產(chǎn)出的流體的來(lái)源以及識(shí)別一種或多種流體 進(jìn)入鉆孔所沿的具體位置或區(qū)段。
一種解決識(shí)別產(chǎn)出水的來(lái)源的大致區(qū)域的問(wèn)題的有限解決方案是利用水溶性磷 光組合物涂敷水平生產(chǎn)管的趾部段中的至少一部分管道的內(nèi)部。進(jìn)入那個(gè)隔室的水將溶解 示蹤劑。如果在地表處對(duì)隨同油產(chǎn)出的水進(jìn)行的測(cè)試表明存在示蹤劑化合物，則將知道至 少趾部隔室正在產(chǎn)出水。在鄰近流入控制裝置的封隔器發(fā)生故障的情況下，含示蹤劑的水 將滲入生產(chǎn)隔室并且在地表處隨同油被產(chǎn)出。因此，就水侵入的一個(gè)或多個(gè)實(shí)際位置而言， 地表測(cè)試仍沒(méi)有確切結(jié)論。
已知了在完井中使用施加到生產(chǎn)管的相鄰部段的一種或多種示蹤劑組合物。在美 國(guó)專利5，892，147中描述了一種方法，所述方法通過(guò)定位在套管中的封隔器將經(jīng)過(guò)套管的 生產(chǎn)管分成多個(gè)區(qū)段并且借助于與射孔槍協(xié)作而引爆的射孔彈來(lái)部署易于區(qū)分開(kāi)的示蹤 劑組合物。利用隨同產(chǎn)出的油和/或氣而檢測(cè)出的示蹤劑組合物的量和類型來(lái)估計(jì)通過(guò)各 個(gè)隔離區(qū)段中的穿孔的流量。
在美國(guó)專利6，645，769中公開(kāi)了 一種用于監(jiān)控來(lái)自儲(chǔ)層中和/或注入井中的不同 生產(chǎn)區(qū)段/部段的烴和水的產(chǎn)量的方法。所述方法據(jù)說(shuō)對(duì)于區(qū)分來(lái)自各個(gè)區(qū)段/部段的地層水和/或注入水的產(chǎn)量有用，并且尤其在用于水突破的“區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)”中使用。所謂的 “智能示蹤劑”用于將從每個(gè)區(qū)段/部段產(chǎn)出的注入水和地層水區(qū)分開(kāi)。特定的一種或多種 示蹤劑可固定或放置在例如套管上。如果當(dāng)水或鹽水流過(guò)示蹤劑組合物并且在下游處檢測(cè) 到釋放出的成分時(shí)地層或位于地層中的堵塞器釋放可檢測(cè)的示蹤劑，則可檢測(cè)到水突破的 發(fā)生。本專利的主要焦點(diǎn)在于公開(kāi)了范圍廣泛的化學(xué)、生物、放射性和其它類型的示蹤劑組 合物和化合物，以及它們的相應(yīng)檢測(cè)方法。對(duì)下述方法沒(méi)有具體教導(dǎo)，在所述方法中，示蹤 劑可用來(lái)指示用于形成或維持鄰近生產(chǎn)管的生產(chǎn)端部的液密隔室的裸眼封隔器發(fā)生故障。
在美國(guó)專利3，848，124中描述了一種確定存在不期望的通道的方法，所述通道已 經(jīng)縱向地形成于鉆孔壁與套管的內(nèi)側(cè)周壁之間。不期望的通道的一個(gè)示例可以歸因于先前 注水泥作業(yè)中存在的缺陷。放射性同位素被鄰近套管放置在鉆孔內(nèi)間隔開(kāi)的位置處并且在 生產(chǎn)層的相對(duì)側(cè)上。所述方法似乎局限于一種鉆孔，在所述鉆孔中，通過(guò)填充環(huán)形空間已經(jīng) 將套管用水泥固定到位。該檢測(cè)方法看起來(lái)因?qū)ν昃M(jìn)行測(cè)井而局限于伽馬射線測(cè)量。
在美國(guó)專利4，008, 763和美國(guó)專利5，392，850中描述了使用含明顯不同的示蹤劑 的礫石填料。在‘763專利中，使用一種或多種礫石填料旨在防止固體滲入到生產(chǎn)流中并且 可在地表處分析示蹤劑的存在性，以確定哪種礫石填料正在泄漏且需要返工。‘850專利包 括添加輔助物，根據(jù)在地表處分析的示蹤劑樣本可啟動(dòng)該輔助物以將減滲材料釋放到礫石 填料中，從而恢復(fù)其初始功能。
應(yīng)當(dāng)理解的是，裸眼封隔器所承受的壓力和溫度相當(dāng)大，并且應(yīng)當(dāng)理解的是，如先 前所指出的，即使在井筒鉆透碳酸鹽地層時(shí)，井筒的周圍儲(chǔ)層巖石壁也可能是不規(guī)則的。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種可靠并且價(jià)格低的方法和設(shè)備，用于在地表處確 定是否因用于形成一個(gè)或多個(gè)隔室的一個(gè)或多個(gè)裸眼封隔器發(fā)生故障而使得產(chǎn)出的水隨 同烴流體從一個(gè)或多個(gè)相鄰隔室進(jìn)入在完井端部處或者其它位于中間的流入控制裝置位 置處的流入控制裝置。發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)本發(fā)明的方法和組件實(shí)現(xiàn)該目的和其它優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的方法和組件包括將水 溶性示蹤劑組合物和油溶性示蹤劑組合物作為涂層施加到無(wú)孔的生產(chǎn)管的定位在一個(gè)或 多個(gè)裸眼封隔器之間的一部段的外表面的至少一部分上，所述一個(gè)或多個(gè)裸眼封隔器限定 了不流動(dòng)隔室，所述不流動(dòng)隔室靠近水平部段中的一個(gè)或多個(gè)流入控制裝置。如果在地表 處檢測(cè)出在產(chǎn)出的水油混合物中有水溶性示蹤劑，則可推斷出裸眼封隔器將水泄漏到鄰近 的產(chǎn)油部段中。如果在地表處檢測(cè)到油溶性示蹤劑，則可推斷出鄰近流入控制裝置的裸眼 封隔器已經(jīng)發(fā)生故障并且油已經(jīng)接觸涂層。
在一個(gè)實(shí)施例中，在完井時(shí)或者在鉆孔的趾端處利用本發(fā)明的方法和設(shè)備，以將 從含烴儲(chǔ)層伴同產(chǎn)出的水與來(lái)自先前已滲透的含水層的水區(qū)分開(kāi)。在伴同生產(chǎn)的情況中， 在地表處分離出的水將沒(méi)有任何水溶性的示蹤劑組合物。
如在描述本發(fā)明時(shí)所使用的，術(shù)語(yǔ)“不流動(dòng)隔室”是指水平井筒的由間隔開(kāi)的裸眼 封隔器所限定的部段，所述部段沒(méi)有容納流入控制裝置。術(shù)語(yǔ)“流動(dòng)隔室”是指容納流入控 制裝置并且包含生產(chǎn)管趾端的部段。
本發(fā)明的實(shí)踐并不局限于任何具體類型的示蹤劑組合物或載體。基本要求是包含示蹤劑的組合物可被施加到一段生產(chǎn)管或一部分生產(chǎn)管上，所述一段生產(chǎn)管或一部分生產(chǎn) 管穿過(guò)井筒抵達(dá)其在水平鉆孔的完井端(completion end)的最終位置，與此同時(shí)保持其作 為外部涂層的完整性。術(shù)語(yǔ)“標(biāo)記生產(chǎn)管”在此用于限定已經(jīng)涂敷有水溶性和/或油溶性 示蹤劑化合物或組合物的一段生產(chǎn)管或一部分生產(chǎn)管。
因此，本發(fā)明針對(duì)使用包含水溶性示蹤劑化合物的表面涂層并且優(yōu)選包含水溶性 示蹤劑化合物和油溶性示蹤劑化合物兩者，在將一段管道或生產(chǎn)管定位在井筒中之前，所 述水溶性示蹤劑化合物和油溶性示蹤劑化合物被施加到所述一段管道或生產(chǎn)管(即，標(biāo)記 生產(chǎn)管)的外表面。水溶性示蹤劑化合物可溶解于產(chǎn)出的地層清水或鹽水中和/或可溶解 在被泵送到地層中以提高采收率的水中。類似地，油溶性示蹤劑化合物可溶解于烴流體。在 完井中，在多個(gè)隔室要被監(jiān)控的情況中，不同的且可區(qū)分開(kāi)的示蹤劑化合物將被施加到標(biāo) 記生產(chǎn)管的每個(gè)分隔開(kāi)的部段中。
示蹤劑的目的是識(shí)別裸眼封隔器的效力不足，所述裸眼封隔器用于分隔鄰近水平 井筒中的一個(gè)或多個(gè)流入控制裝置(I⑶)的生產(chǎn)管柱的各個(gè)部分。在地表處檢測(cè)出產(chǎn)出的 烴流體中有一種或多種示蹤劑化合物的情況下，其提供一種指示，該指示指明包含示蹤劑 涂層的那些部分沒(méi)有被完全隔離或分隔開(kāi)并且水正被傳遞到流入控制裝置。
本發(fā)明寬泛地包含一種方法，所述方法用于確定在生產(chǎn)管延伸到地表的情況下在 設(shè)置防水隔離物以隔離烴流入控制裝置時(shí)一個(gè)或多個(gè)分隔密封件的效力，該烴流入控制裝 置形成生產(chǎn)管的位于儲(chǔ)層巖石的地下裸眼井部段中的一部段的末端，所述方法包括以下步 驟
a.將第一段標(biāo)記生產(chǎn)管固定到流入控制裝置，標(biāo)記生產(chǎn)管的外表面涂敷有含水溶 性和油溶性示蹤劑組合物，每種所述示蹤劑組合物均具有一組已知的可區(qū)分開(kāi)的特性；
b.圍繞所述第一段標(biāo)記生產(chǎn)管的外表面固定裸眼封隔器，所述裸眼封隔器從所述 外表面徑向向外延伸，以接觸周圍的儲(chǔ)層壁，從而產(chǎn)生第一隔室和第二隔室，所述第一隔室 容納流入控制裝置，所述第二隔室由生產(chǎn)封隔器所限定，所述生產(chǎn)封隔器包括涂敷有示蹤 劑組合物的所述第一段標(biāo)記生產(chǎn)管的至少一部分；
c.將烴流體流從儲(chǔ)層巖石通過(guò)流入裝置和生產(chǎn)管抽取出，并且在地表處產(chǎn)出烴流 體流；
d.在地表測(cè)試烴流，用于測(cè)試所述示蹤劑組合物的存在性，以確定由裸眼封隔器 分隔所述裸眼井部段的分隔效力。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明的方法包括其它步驟在第一封隔器下游圍繞生 產(chǎn)管的外表面固定第二裸眼管封隔器，從而產(chǎn)生第三隔室，該第三隔室包括與第一段標(biāo)記 生產(chǎn)管流體連通的第二段生產(chǎn)管；將由一對(duì)不同的水溶性示蹤劑組合物和油溶性示蹤劑組 合物組成的標(biāo)記涂層施加到第二段生產(chǎn)管的外表面的位于第三隔室內(nèi)的至少一部分上。
在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，將一個(gè)或多個(gè)另外的裸眼封隔器以間隔開(kāi)的關(guān)系安裝， 以限定出多個(gè)不流動(dòng)隔室和流動(dòng)隔室，生產(chǎn)管的外表面的在不流動(dòng)隔室中的至少一部分上 涂敷有水溶性示蹤劑組合物和油溶性示蹤劑組合物，它們中的每一種均可通過(guò)適當(dāng)?shù)臏y(cè)試 與在完井中使用的另一種示蹤劑組合物的油區(qū)分開(kāi)，由此對(duì)在地表處取樣的產(chǎn)出流體的分 析識(shí)別出任何一種示蹤劑組合物的存在性并且識(shí)別出分隔每個(gè)這樣的不流動(dòng)隔室的分隔 效力。
本發(fā)明的設(shè)備包含布置在儲(chǔ)層巖石中的烴流體生產(chǎn)井內(nèi)的組件，所述組件用于在 井的地表處確定放置在水平裸眼井部段中的一個(gè)或多個(gè)分隔密封件對(duì)井部分的分隔效力， 其中，裸眼井部段由大體圓筒形的壁所限定，所述壁具有至少大致水平軸線，并且所述組件 包括以下裝置
第一流入控制裝置，所述第一流入控制裝置布置在裸眼井水平部段中，用于接收 烴流體的流入；
第一段生產(chǎn)管，所述第一段生產(chǎn)管聯(lián)接到第一流入控制裝置，其中，第一段生產(chǎn)管 的外表面的至少一部分涂敷有含水溶性示蹤劑的組合物；
開(kāi)口管封隔器，所述開(kāi)口管封隔器布置成圍繞所述第一段生產(chǎn)管的外表面并且徑 向向外延伸以接觸儲(chǔ)層壁，并且從而產(chǎn)生容納流入控制裝置的第一隔室和容納涂敷有示蹤 劑的生產(chǎn)管的至少一部分的第二下游區(qū)域；
另外的多段生產(chǎn)管，所述另外的多段生產(chǎn)管聯(lián)接到第一段生產(chǎn)管并且延伸到地 表；和
測(cè)試裝置，所述測(cè)試裝置在地表處可操作地與生產(chǎn)管相聯(lián)，用于確定任何示蹤劑 組合物在產(chǎn)出的烴流體中的存在性，由此可確定裸眼封隔器分隔所述裸眼井部段的分隔效 力。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，該設(shè)備包括無(wú)孔的第二段生產(chǎn)管，所述無(wú)孔的第二段生 產(chǎn)管布置在裸眼井部段中并且聯(lián)接到流入控制裝置的相對(duì)端部；和第二裸眼封隔器，所述 第二裸眼封隔器布置成圍繞第二段生產(chǎn)管的外表面，其中第二段生產(chǎn)管的至少一部分涂敷 有與第一段生產(chǎn)管上的示蹤劑均不同的含水溶性和油溶性示蹤劑組合物。在這個(gè)實(shí)施例 中，限定了兩個(gè)不流動(dòng)隔室。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明的組件包括至少第二流入控制裝置，所述第二 流入控制裝置布置在裸眼井部段中，所述裸眼井部段聯(lián)接到第一段生產(chǎn)管的與第一流入控 制裝置相對(duì)的端部；和第二裸眼封隔器，所述第二裸眼封隔器布置成圍繞所述外表面，用 于產(chǎn)生容納第二流入控制裝置的第二隔室，使得含示蹤劑的組合物定位成鄰近第二流動(dòng)隔室。
地表處的測(cè)試設(shè)備包括用于周期性或連續(xù)地取樣或接觸產(chǎn)出的烴流體以用于確 定一種或多種示蹤劑化合物的存在性的裝置。取樣裝置可以是手動(dòng)的和/或自動(dòng)的，并且 所述取樣裝置可包括插入到流動(dòng)流體中的探針。這種測(cè)試裝置可商購(gòu)獲得并且不形成要求 保護(hù)的本發(fā)明的一部分。
如上文所指出的那樣，示蹤劑涂層組合物在本領(lǐng)域中是眾所周知的并且可商購(gòu)獲得。


將參照以下描述和附圖來(lái)進(jìn)一步描述本發(fā)明，在所述附圖中，相同或相似的元件 用相同的附圖標(biāo)記表示，并且附圖中
圖1是利用多個(gè)裸眼封隔器的現(xiàn)有技術(shù)的典型水平井筒完井的示意圖2是與圖1類似的根據(jù)本發(fā)明的完井的一部分的示意圖，所述部分包括多個(gè)隔 室和涂敷有不同的水溶性和油溶性示蹤劑的生產(chǎn)管段；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的帶有多個(gè)流入控制裝置和中間隔室的水平井筒完井的示意圖，示出了水溶性和油溶性外部示蹤劑涂層的施加；和
圖4是在圖3中所示出的完井的一部分的放大圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，圖解了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的完井，所述完井包括豎直井筒部段10，豎直井筒部段10從地表9延伸并且容納生產(chǎn)管12和套管14以及生產(chǎn)封隔器16，生產(chǎn)封隔器16密封位于套管與生產(chǎn)管之間的環(huán)形空間。本領(lǐng)域中的一名普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，豎直井筒部段10的長(zhǎng)度可以是數(shù)千英尺。裸眼井筒的水平部段20也具有不確定的長(zhǎng)度并且由彎曲的過(guò)渡跟部部分22和完井端部或趾部24所限定。應(yīng)注意的是，套管14終止于區(qū)域15 處，所述區(qū)域15限定了井的裸眼部分的開(kāi)始部分。在圖1的圖解中，生產(chǎn)管的水平部段被確定為元件40并且在裸眼鉆孔的趾部24中安裝有單個(gè)流入控制裝置48。
還如圖1中所示，取樣點(diǎn)80位于地表處,所述取樣點(diǎn)80包括控制閥82和合適的取樣、測(cè)試、記錄和報(bào)警設(shè)備84。示出了使用整體用50表示的五個(gè)裸眼封隔器，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法和程序?qū)⑺鑫鍌€(gè)裸眼封隔器固定到水平生產(chǎn)管40上。如上所指出的那樣，術(shù)語(yǔ)“裸眼”指的是這樣的事實(shí)，即，井套管14終止于位置15處，并且井套管14沒(méi)有如在井筒的豎直部分中那樣安裝在水平部段中。為了隔離封隔器之間的隔室，必須形成與巖石表面的液密密封。生產(chǎn)管的容納流入控制裝置的部段指的是流動(dòng)隔室，而容納無(wú)孔或未穿孔的生產(chǎn)管的部段則為不流動(dòng)隔室。
如將從圖1的圖解中理解的那樣，裸眼封隔器中的任一個(gè)發(fā)生故障都將導(dǎo)致存在于不流動(dòng)隔室中的任何儲(chǔ)層流體流入與發(fā)生故障的裸眼封隔器鄰近的隔室中。在圖1所圖解的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，檢測(cè)在地表取樣點(diǎn)80處取 樣的儲(chǔ)層水和烴可以是一種指示，該指示表明水正隨同烴被直接從儲(chǔ)層抽吸到流入控制裝置中，或者該指示表明水正從旨在作為不流動(dòng)隔室的隔室泄漏到流動(dòng)隔室中。如在現(xiàn)有技術(shù)的討論中所指出的那樣，已知將水溶性示蹤劑放置在位于趾端中的生產(chǎn)管上，但即便如此，在第一裸眼封隔器50A已經(jīng)發(fā)生故障并且水正從由封隔器50A和50B所限定的不流動(dòng)隔室流入的情況下，方法也是不確定的。
在通過(guò)在地表處測(cè)試產(chǎn)出的烴和水發(fā)現(xiàn)一種或多種示蹤劑的情況下，遵循相同的程序來(lái)確定在圖2的預(yù)先完井(advance wellcompletion)中的一個(gè)或多個(gè)隔室中的密封效力。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，說(shuō)明性地示出了一對(duì)裸眼封隔器50，所述一對(duì)裸眼封隔器50側(cè)接一小段無(wú)孔的生產(chǎn)管或管道42，其在一個(gè)端部處附接至流入控制裝置48，所述流入控制裝置48通常是一段穿孔的用于準(zhǔn)許烴流體進(jìn)入的生產(chǎn)管。生產(chǎn)管部段42的下游端部聯(lián)接到生產(chǎn)管12的其余部分，所述其余部分延伸至位置9處的地表。在實(shí)際實(shí)踐中，一段無(wú)孔管道可以有數(shù)百英尺長(zhǎng)，并且將由通過(guò)多個(gè)聯(lián)接件(未示出)聯(lián)接起來(lái)的很多較短的部段組裝 。
本發(fā)明的方法可用來(lái)可靠地確定封隔器是否發(fā)揮其預(yù)期功能以將流入控制裝置與側(cè)部空間隔離開(kāi)，無(wú)孔管道的多個(gè)部段經(jīng)過(guò)所述側(cè)部空間。例如，如果圖2中的封隔器 50Α提供了不完全密封，則存在于形成在封隔器50Α和50Β之間的不流動(dòng)環(huán)形空間“C”中的水將滲入生產(chǎn)區(qū)段24并且隨同流入的油被產(chǎn)出到地表。
然而，根據(jù)本發(fā)明，部段42上的水溶性涂層60C進(jìn)入到區(qū)段24中并且進(jìn)入流入控 制裝置48中，并且最終在地表的取樣點(diǎn)80處被檢測(cè)到。因?yàn)閷?duì)于水而言，由于其它本地條 件，水從儲(chǔ)層巖石與油伴同地產(chǎn)出是常見(jiàn)的，因此可將在地表產(chǎn)出的不包含示蹤劑化合物 的水確定為伴同產(chǎn)出的水。對(duì)于儲(chǔ)層生產(chǎn)管理者而言重要的是知道在地表取樣點(diǎn)80處的 產(chǎn)出流體測(cè)試中所觀察的水是否隨同來(lái)自鄰近儲(chǔ)層巖石的油或來(lái)自鄰近的不流動(dòng)隔室的 油進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)段24中。如果水正從鄰近隔室泄漏，則可采取步驟來(lái)調(diào)整這種狀況并且減小 水的流動(dòng)。
在方法和系統(tǒng)的另一實(shí)施例中，具有明顯不同特性的多種水溶性和油溶性示蹤劑 組合物，例如，60A、60B等可被施加到生產(chǎn)管42的不同分隔部段，并且它們相應(yīng)的位置被保 存在鉆井記錄中。以此種方式，明顯不同的示蹤劑化合物中的一種或多種的存在性可與一 個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)的隔室有關(guān)聯(lián)。如果產(chǎn)出的水包含施加到遠(yuǎn)離流入控制裝置48的隔室中的 生產(chǎn)管或管道的外表面的示蹤劑，則可推斷出中間的裸眼封隔器中的一個(gè)或多個(gè)已經(jīng)發(fā)生 故障。
為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)并且出于說(shuō)明的目的，在附圖中用一致的點(diǎn)(stippling)顯示出水 溶性和油溶性涂層。應(yīng)當(dāng)理解的是，涂層組合物可施加成分離帶或部段并且根據(jù)要求按照 它們的相應(yīng)特性而固化。
所述方法的這個(gè)方面還可包括將含示蹤劑的涂層施加到位于多個(gè)裸眼封隔器中 的任意一個(gè)之間的生產(chǎn)管部段的外部，以便隨同油從儲(chǔ)層產(chǎn)出的任何水或油將溶解并且攜 帶其自己的明顯不同的示蹤劑組合物。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3，示意性圖解了本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，在所述優(yōu)選的實(shí)施例 中，另外的流入控制裝置48在一系列間隔開(kāi)的烴生產(chǎn)區(qū)段中沿著水平生產(chǎn)管柱40定位。這 些流入控制裝置48被裸眼封隔器50A、50B、50C、50D、50E和生產(chǎn)封隔器16隔離開(kāi)，從而形 成生產(chǎn)流動(dòng)隔室1、2、3和4。在水平井筒20經(jīng)過(guò)大體對(duì)應(yīng)于流動(dòng)隔室的一個(gè)或多個(gè)另外的 烴生產(chǎn)區(qū)段的情況下，使用這種完井構(gòu)造。這些另外的生產(chǎn)區(qū)段可定位在距離水平井筒的 趾端24 —段距離且在流入控制裝置48所位于的位置處。鄰近流動(dòng)隔室的不流動(dòng)隔室中的 生產(chǎn)管部段42的表面涂敷有水溶性和油溶性標(biāo)記組合物，所述標(biāo)記組合物中的每一種均 具有明顯不同且可識(shí)別的特性，所述特性在地表測(cè)試站84處可被分別識(shí)別出。
繼續(xù)參照?qǐng)D3的預(yù)先完井，將描述根據(jù)本發(fā)明的方法來(lái)確定一個(gè)或多個(gè)隔室的密 封效力的方法。所述方法包括以下步驟用水溶性和油溶性示蹤劑60A涂敷不流動(dòng)隔室A 中的生產(chǎn)管的外表面；用水溶性和油溶性示蹤劑60B涂敷不流動(dòng)隔室B中的生產(chǎn)管的外表 面；用水溶性和油溶性示蹤劑60C涂敷不流動(dòng)隔室C中的生產(chǎn)管的外表面，其中示蹤劑A、 示蹤劑B和示蹤劑C分別是三種不同的水溶性和油溶性示蹤劑，它們可在地表處產(chǎn)出并且 經(jīng)受本領(lǐng)域已知類型的測(cè)試時(shí)很容易被分別辨別且區(qū)分開(kāi)。
假定裸眼封隔器50A發(fā)生故障而裸眼封隔器50B發(fā)揮功能，則示蹤劑60C將隨同 進(jìn)入到流動(dòng)隔室3中的儲(chǔ)層流體被產(chǎn)出。在地表處，對(duì)于產(chǎn)出的儲(chǔ)層流體，將檢測(cè)到示蹤劑 60C。結(jié)果，將揭示出不流動(dòng)隔室C沒(méi)有發(fā)揮功能。在這種情況中，流動(dòng)隔室4和不流動(dòng)隔 室C被認(rèn)為是一個(gè)隔室。然而，在裸眼封隔器50A未密封的情況下，裸眼封隔器50B的效力 將是可以忽略的。因此，流動(dòng)隔室4、不流動(dòng)隔室C和流動(dòng)隔室3將被認(rèn)為是一個(gè)隔室。
假定裸眼封隔器50B發(fā)生故障并且裸眼封隔器50A正在執(zhí)行功能，則示蹤劑60C將隨同進(jìn)入到流動(dòng)隔室3中的儲(chǔ)層流體被產(chǎn)出。在地表處，對(duì)于產(chǎn)出的儲(chǔ)層流體，將檢測(cè)到 示蹤劑60C。結(jié)果，通過(guò)位置84處的測(cè)試結(jié)果將確定不流動(dòng)隔室C沒(méi)有發(fā)揮功能。在這種 情況中，流動(dòng)隔室3和不流動(dòng)隔室C被認(rèn)為是一個(gè)隔室。然而，在裸眼封隔器50B未密封的 情況下，裸眼封隔器50A的效力將是可以忽略的。因此，流動(dòng)隔室4、不流動(dòng)隔室C和流動(dòng)隔 室3將被認(rèn)為是一個(gè)隔室。
取樣站還可利用適當(dāng)?shù)能浖?lái)接受示蹤劑化合物的預(yù)定的最低水平，所述最低水 平對(duì)應(yīng)于在沒(méi)有發(fā)出警報(bào)的情況下根據(jù)烴流體和水的流速可確定的水的百分比。因此，將 容許地下水發(fā)生某些預(yù)定量的泄漏，但是當(dāng)檢測(cè)到的一種或多種示蹤劑化合物的濃度或水 平超過(guò)預(yù)定值時(shí)，則發(fā)出警報(bào)。
在本發(fā)明的方法和設(shè)備的進(jìn)一步詳細(xì)解釋中，參照?qǐng)D4，在封隔器50B和50A失去 它們的密封性并且隔室C中的水滲透到趾端隔室4和流動(dòng)隔室3中的情況下，將發(fā)生狀況。 水和油溶解涂層60C并且所述水和油都隨著烴流體從兩個(gè)流入控制裝置48產(chǎn)出到地表取 樣站80。參照鉆井記錄，生產(chǎn)管理者易于確定發(fā)生故障的裸眼封隔器的位置并且將發(fā)生故 障的裸眼封隔器確定為50B和50A。
類似地，如果取樣站84檢測(cè)到示蹤劑化合物60A和60B，則將推斷出封隔器50C、 50D、50E和/或50F已經(jīng)發(fā)生故障。這兩種示蹤劑的相對(duì)濃度也可被確定并且用作用于估 計(jì)從每個(gè)隔室進(jìn)入的水的相對(duì)量的依據(jù)。如以上所解釋的，隨同一種或多種烴流體通過(guò)流 入控制裝置48從儲(chǔ)層巖石伴同產(chǎn)出的水將不包含示蹤劑化合物。
類似地，如果油將從流動(dòng)隔室進(jìn)入鄰近或更遠(yuǎn)的不流動(dòng)隔室，則一種或多種油溶 性示蹤劑將被溶解并且在地表處隨同烴被產(chǎn)出。由于生產(chǎn)管理者已知了每種油溶性組合物 的位置，所以也可以識(shí)別出發(fā)生故障的裸眼封隔器的位置。利用現(xiàn)有技術(shù)的方法和組件，這 種類型的操作信息和控制是不可能的。
從以上描述中，應(yīng)當(dāng)理解的是本發(fā)明廣泛包含使用示蹤劑材料通過(guò)將包含水溶性 組合物的涂層施加到生產(chǎn)管的外表面上來(lái)指示定位在水平油井筒中的一個(gè)或多個(gè)裸眼封 隔器是否適當(dāng)?shù)匕l(fā)揮功能以隔離安裝有流入控制裝置的生產(chǎn)部段。
以上已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明并且在附圖中圖解了本發(fā)明。對(duì)于本領(lǐng)域中的那些普 通技術(shù)人員而言，其它實(shí)施例和變型將是顯而易見(jiàn)的，并且本發(fā)明的范圍將由所附的權(quán)利 要求來(lái)確定。
權(quán)利要求
1.一種用于在設(shè)置防水隔離物以對(duì)烴的流入控制裝置隔離時(shí)確定一個(gè)或多個(gè)分隔密封件的效力的方法，所述流入控制裝置形成生產(chǎn)管的位于儲(chǔ)層巖石的地下裸眼井部段中的一部段的末端，所述生產(chǎn)管延伸到地表，所述方法包括 a.將第一段標(biāo)記生產(chǎn)管固定到所述流入控制裝置，所述第一段標(biāo)記生產(chǎn)管的外表面涂敷有水溶性和油溶性的示蹤劑組合物，每種所述示蹤劑組合物均具有第一組已知特性； b.將裸眼封隔器圍繞所述第一段標(biāo)記生產(chǎn)管的外表面固定，所述裸眼封隔器從所述外表面徑向向外延伸，以接觸周圍的儲(chǔ)層壁，從而產(chǎn)生第一流動(dòng)隔室和第二不流動(dòng)隔室，所述第一流動(dòng)隔室容納所述流入控制裝置，所述第二不流動(dòng)隔室容納涂敷有所述示蹤劑組合物的第一段標(biāo)記生產(chǎn)管的至少一部分； c.將烴流體流從所述儲(chǔ)層巖石通過(guò)所述流入控制裝置和所述生產(chǎn)管進(jìn)行抽取，并且在地表處產(chǎn)出所述烴流體流； d.在地表處測(cè)試烴流體流，用于測(cè)試所述示蹤劑組合物的存在性，以確定所述裸眼封隔器對(duì)所述裸眼井部段分隔的效力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述流入控制裝置包括穿孔管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括 在第一封隔器下游處將第二裸眼封隔器圍繞所述生產(chǎn)管的外表面固定，從而產(chǎn)生第三隔室，所述第三隔室容納第二段生產(chǎn)管，所述第二段生產(chǎn)管與所述第一段標(biāo)記生產(chǎn)管流體連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，所述方法還包括下述步驟將由水溶性示蹤劑組合物組成的標(biāo)記涂層施加到所述第二段生產(chǎn)管的外表面的位于第三不流動(dòng)隔室中的一部分上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，所述方法還包括下述步驟利用具有與所述第一段標(biāo)記生產(chǎn)管的外表面上的水溶性示蹤劑不同的成分的水溶性示蹤劑涂敷所述第二段生產(chǎn)管的位于所述第三隔室內(nèi)的至少一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一段標(biāo)記生產(chǎn)管具有第一端部和第二端部，所述第一流入控制裝置聯(lián)接到所述第一端部，所述方法還包括以下步驟 將第二流入控制裝置聯(lián)接到所述第二端部，所述第二流入控制裝置位于所述裸眼井部段內(nèi)；和 將第二開(kāi)口管封隔器固定在所述生產(chǎn)管上，以形成第二流動(dòng)隔室，所述第二流動(dòng)隔室容納所述第二流入控制裝置，其中，所述第二開(kāi)口管封隔器定位成使得所述示蹤劑組合物位于所述第二隔室中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第一流入控制裝置具有第一端部和第二端部，所述第一段生產(chǎn)管聯(lián)接到所述第一流入控制裝置的所述第一端部，所述方法還包括以下步驟 將第二段生產(chǎn)管聯(lián)接到所述第一流入控制裝置的所述第二端部，所述第二段生產(chǎn)管位于所述裸眼井部段內(nèi)并且具有外表面；和 將第三開(kāi)口管封隔器固定到所述第二段生產(chǎn)管的外表面，從而產(chǎn)生第三不流動(dòng)隔室，所述第三不流動(dòng)隔室容納所述第二段生產(chǎn)管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，所述方法還包括下述步驟利用水溶性示蹤劑組合物涂敷所述第二段生產(chǎn)管的位于所述第三不流動(dòng)隔室中的至少一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，所述方法還包括下述步驟利用具有能檢測(cè)出的不同于所述第一段生產(chǎn)管的外表面上的水溶性示蹤劑組合物的特征的水溶性示蹤劑組合物來(lái)涂敷所述第二段生產(chǎn)管的位于所述第三不流動(dòng)隔室內(nèi)的至少一部分。
10.一種組件，所述組件布置在烴流體生產(chǎn)井中，所述烴流體生產(chǎn)井包括形成于儲(chǔ)層巖石中的裸眼井部段，所述組件構(gòu)造用于在地表處檢測(cè)放置在所述裸眼井部段中的一個(gè)或多個(gè)分隔密封件的效力，其中，所述裸眼井部段由大致圓筒形的壁所限定，所述壁具有至少大致水平軸線，所述組件包括 第一流入控制裝置，所述第一流入控制裝置布置在所述裸眼井部段內(nèi)，用于接收烴流體的流入； 第一段生產(chǎn)管，所述第一段生產(chǎn)管聯(lián)接到所述第一流入控制裝置； 其中，所述第一段生產(chǎn)管的外表面的至少一部分涂敷有水溶性和油溶性示蹤劑組合物； 裸眼封隔器，所述裸眼封隔器圍繞所述第一段生產(chǎn)管的外表面布置，所述封隔器從所述外表面徑向向外延伸以接觸所述儲(chǔ)層的壁，從而形成第一流動(dòng)隔室，所述第一流動(dòng)隔室容納所述第一流入控制裝置；和下游的第二不流動(dòng)區(qū)域，所述第二不流動(dòng)區(qū)域容納涂敷有所述示蹤劑的所述無(wú)孔生產(chǎn)管的至少一部分； 另外的多段生產(chǎn)管，所述另外的多段生產(chǎn)管聯(lián)接到所述第一段生產(chǎn)管并且延伸到地表；和 測(cè)試裝置，所述測(cè)試裝置在地表處與所述生產(chǎn)管相聯(lián)，用于確定任一種示蹤劑組合物在產(chǎn)出的烴流體中的存在性，由此確定所述裸眼封隔器對(duì)所述裸眼井部段分隔的效力。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的組件，其中，所述第一流入控制裝置包括穿孔管。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的組件，其中，所述第一流入控制裝置具有第一端部和第二端部，所述第一段生產(chǎn)管聯(lián)接到所述第一端部，并且所述組件還包括 第二段無(wú)孔生產(chǎn)管，所述第二段無(wú)孔生產(chǎn)管布置在所述裸眼井部段中并且聯(lián)接到所述第二端部；和 第二裸眼封隔器，所述第二裸眼封隔器圍繞所述第二段生產(chǎn)管的外表面布置，從而產(chǎn)生第二不流動(dòng)隔室，所述第二不流動(dòng)隔室容納所述第二段生產(chǎn)管。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的組件，其中，所述第二段生產(chǎn)管的位于所述第二不流動(dòng)隔室中的至少一部分涂敷有水溶性和油溶性示蹤劑組合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的組件，其中，所述第二段生產(chǎn)管的位于所述第二不流動(dòng)隔室中的至少一部分涂敷的水溶性和油溶性示蹤劑組合物不同于不流動(dòng)的所述第一段生產(chǎn)管的外表面上的水溶性和油溶性示蹤劑組合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的組件，所述組件還包括 第二流入控制裝置，所述第二流入控制裝置布置在所述裸眼井部段中并且聯(lián)接到所述第一段生產(chǎn)管的與所述第一流入控制裝置相對(duì)的端部；和 第二開(kāi)口管封隔器，所述第二開(kāi)口管封隔器圍繞所述外表面布置，用于形成容納所述第二流入控制裝置的第二流動(dòng)流入控制裝置隔室，其中，所述第二開(kāi)口管封隔器定位成使得所述示蹤劑組合物位于鄰近所述第二隔室的隔室中。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的組件，所述組件還包括第二段生產(chǎn)管，所述第二段生產(chǎn)管布置在與所述第一段生產(chǎn)管流體連通的所述裸眼井部段中，所述第二段生產(chǎn)管的外表面涂敷有水溶性和油溶性示蹤劑組合物；和 第二開(kāi)口管封隔器，所述第二開(kāi)口管封隔器圍繞所述第二段生產(chǎn)管的外表面布置，用于產(chǎn)生第三不流動(dòng)隔室，所述第三不流動(dòng)隔室容納涂敷有所述示蹤劑組合物的所述第二段生產(chǎn)管。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的組件，其中，所述第一段生產(chǎn)管和第二段生產(chǎn)管涂敷有經(jīng)分析能區(qū)分開(kāi)的不同的示蹤劑組合物。
18.—種布置在烴流體生產(chǎn)井中的組件，所述烴流體生產(chǎn)井包括形成在儲(chǔ)層巖石中的裸眼井部段，所述組件構(gòu)造成用于在地表處確定放置在所述裸眼井部段中的一個(gè)或多個(gè)分隔密封件的效力，其中，所述裸眼井部段由大致圓筒形的壁所限定，所述壁具有至少大致水平軸線，所述組件包括 多個(gè)流入控制裝置，所述多個(gè)流入控制裝置布置在所述裸眼井部段內(nèi)、在預(yù)定的間隔開(kāi)位置處， 所述多個(gè)流入控制裝置被多段無(wú)孔生產(chǎn)管以流體連通的方式聯(lián)接，所述生產(chǎn)管從位于最下游的流入控制裝置延伸到地表，從而在所述裸眼井部段中傳送產(chǎn)出的流體； 多個(gè)裸眼封隔器，將所述多個(gè)裸眼封隔器操作地固定到靠近所述多個(gè)流入控制裝置的生產(chǎn)管，以限定容納所述多個(gè)流入控制裝置的流動(dòng)隔室和容納無(wú)孔生產(chǎn)管的中間不流動(dòng)隔室， 每一個(gè)所述不流動(dòng)隔室中的所述生產(chǎn)管均涂敷有水溶性和油溶性示蹤劑組合物，每一個(gè)所述不流動(dòng)隔室中的相應(yīng)示蹤劑組合物與其它不流動(dòng)隔室中的示蹤劑組合物在適當(dāng)?shù)臏y(cè)試條件下均能夠經(jīng)分析區(qū)分開(kāi)。
全文摘要
將明顯不同且經(jīng)分析可區(qū)分開(kāi)的水溶性和油溶性示蹤劑組合物作為涂層施加到一段或多段生產(chǎn)管的外表面上，所述一段或多段生產(chǎn)管安裝在水平井筒中并且在鄰近一個(gè)或多個(gè)流入控制裝置(ICD)的裸眼封隔器之間，由此接觸相應(yīng)示蹤劑涂層中的一種或多種并且經(jīng)過(guò)發(fā)生故障的裸眼封隔器密封件的水和/或油將溶解一種或多種示蹤劑涂層，并且通過(guò)在地表處對(duì)產(chǎn)出的水和/或烴流體進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏y(cè)試可檢測(cè)出。
文檔編號(hào)E21B33/124GK103003524SQ201180033764
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者A-W·A·阿勒古伊, K·M·巴特科, D·亨布林 申請(qǐng)人:沙特阿拉伯石油公司