[发明专利]用于增强的井眼射孔的系统和方法

说明书

本申请是申请日为2009年1月21日、申请号为200980106263.8、发明名称为“用于增强的井眼射孔的系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及对井套管和/或地下地层进行射孔的设备和方法。

背景技术

烃生产井通常包括定位在井眼内的套管柱，所述井眼贯穿地下的油储层或气储层。套管柱提高井眼的整体性并且为产生的流体提供到地面的路径。常规地，将套管胶结到井眼面，随后通过引爆聚能爆炸射孔弹进行射孔。当引爆时，聚能射孔弹产生射流，该射流穿透套管并且形成进入到邻近地层内的短距离隧道。通常，经射孔的区域、特别是隧道壁可变得不可渗透，这归因于射孔射流施加到地层的应力以及可在射孔枪发火期间产生的应力。渗透性的失去和其它有害作用例如将碎屑引入到射孔内可以不利地影响来自贯穿的烃储层的烃流动。

在多个方面中，本发明解决了对提供更为清洁和更为有效的井射孔的射孔装置和方法的需要。

发明内容

本发明提供了有效地对地层进行射孔的装置和方法。在多个方面中，对井眼贯穿的地层进行射孔的说明性方法可以包括：将聚能射孔弹和反应复合材料定位在载体中；将该载体定位在井眼中；引爆所述聚能射孔弹；以及利用由引爆的聚能射孔弹所产生的冲击使反应复合材料分解。该方法还可以包括通过使用由聚能射孔弹的引爆所产生的碳和热量以及分解的反应复合材料的氧组分来引发第一爆燃。在多个实施方案中，该方法还可以包括使用来自第一爆燃的热量引发第二爆燃。这种引发可以包括将所述热量施加到分解的反应复合材料的氧组分、和燃料。该燃料可以由聚能射孔弹的外壳和/或聚能射孔弹的支承部件提供。所述支承部件可以是管或带。在多个实施方案中，反应复合材料可包括氧化剂和惰性粘合剂。在一种配置方式中，反应复合材料可以不包括燃料组分。在其它配置方式中，反应复合材料可以包括氧化剂、燃料组分和惰性粘合剂。此外，在任何这些实施方案中可以将反应复合材料配置为氧过平衡。

在多个方面中，本发明提供了用于对井眼贯穿的地层进行射孔的系统。该系统可包括载体、定位在载体中的聚能射孔弹；和定位在载体中的反应复合材料。可以将所述反应复合材料配置成在聚能射孔弹引爆时分解。在多个配置方式中，反应复合材料可以置于聚能射孔弹之间。此外，反应复合材料可以包括足以基本上消耗所有由聚能射孔弹的引爆产生的碳的量的氧组分。

在多个方面中，本发明还提供了对井眼贯穿的地层进行射孔的方法。该方法可以包括：将多个聚能射孔弹和多个至少部分由反应复合材料形成的丸粒定位在载体中；将该载体定位在井眼中；通过引爆所述多个聚能射孔弹使所述多个丸粒分解；使用由聚能射孔弹的引爆所产生的碳和热量以及分解的反应复合材料的氧组分来产生第一量的气体；以及通过将由第一量的气体的产生所得到的热量施加到分解的反应复合材料的氧组分、和燃料来产生第二量的气体。

为了可以更好地理解本发明下面的详细说明，并且为了可以领会对本技术领域所做出的贡献，已经相当广泛地概括了本发明的特征的上述示例。当然，存在将在下文描述的本发明的其它特征，它们将形成在此所附权利要求的主题。

附图说明

为了详细地理解本发明，应该结合附图并参照优选实施方案的下面详细描述，附图中相同的部件给出相同的附图标记，其中：

图1是本发明的设备定位在穿入地下地层的井内时的一个实施方案的示意性截面图；

图2是图1实施方案的一部分的示意性截面图；

图3是根据本发明的一个实施方案制造的射孔枪的示意性截面图；

图4是根据本发明的一个实施方案制造的聚能射孔弹枪的示意性截面图；

图5是说明根据本发明的用于对地层进行射孔和压裂的方法的实施方案的流程图；以及

图6是根据本发明的一个实施方案制造的聚能射孔弹的截面图。

具体实施方式

下面将变得显而易见的是，本发明提供了用于地下地层的增强射孔的安全和有效装置。在多个方面，本发明使用承载于射孔枪内的气体发生材料，当将其活化时产生高压气体，该高压气体清洗由射孔枪内聚能射孔弹的引爆所产生的射孔。