用于储层测试和监控的方法和设备的制造方法

用于储层测试和监控的方法和设备的制造方法
【专利摘要】一种设备，可包括：管；第一隔离器，该第一隔离器连接到所述管并且构造成接合井眼的内部表面；第一压力计，该第一压力计连接到所述管并且构造成在一段时间内取得多个压力读数；和第一射孔枪，该第一射孔枪连接到所述管而不损害通过该管的内部流动通道的流体的连通。一种方法，可包括：将所述设备放置在井眼内，并激活所述第一隔离器以提供对地层中第一区域的隔离。该方法可包括激活射孔枪以提供井眼的环空和地层中区域之间的连通。该方法可包括允许压力计在一段时间内取得多个压力读数。基于压力读数，该方法可包括确定地层特征。
【专利说明】用于储层测试和监控的方法和设备
[0001 ] 相关专利
[0002]本申请要求提交于2014年3月6日的美国临时专利申请N0.61/948,968的优先权，通过弓I用在此包含所述专利的内容。
技术领域
[0003]本发明涉及一种用于储层测试和监控的方法和设备。
【背景技术】
[0004]在烃的勘探和生产中，识别出感兴趣的地层，并且从地面(岸上操作)或者海床(离岸操作)沿基本朝下的方向钻出井眼，以便穿透地层。一旦钻好井眼，常常通过已知的但是不断发展的方法将套管降到井眼中并且用水泥固定位置。一旦固定好套管，可将被称为射孔枪的工具降到套管中并且在该射孔枪处引爆炸药以通过套管射孔或冲孔，使得地层中的烃能够通过射孔进入并且通过管道和/或套管的内部上升到地表而用于消费。各种增产技术，例如水力压裂，通常用于增强烃的流动。
[0005]在较新的方法中，井眼可以不是基本垂直于地表(被称为“竖直”井)，而是可以开始竖直，然后偏离一斜角，或者甚至变得基本平行于地表(被称为“水平”井)。在一些情况下，井眼甚至可以回转朝上(被称为“反向”井)，或者要不然在另一方向曲折延伸。这样偏离传统竖直井的目的是为了将井眼布置在接近对准被认为可以最好获得期望的烃的地层的区段或“区域”的位置上。
[0006]为了经济地提取烃，人们常常将想法和规划用于井的各种处理或者“完井”中。部分规划涉及监控和测试井。特别地，一些测试涉及确定井中各个区域的渗透性，以便优化生产。渗透性高的区域是与渗透性较低的区域相比烃流动更自由的区域。布置在渗透性更高的区域中的井更多产。
[0007]通常的渗透性评估依赖于岩芯测量，所述岩芯沿井眼的区段取得并且在实验室中进行分析。然而，在相对不可渗透的或者“致密的”地层中，从实验室获得的渗透性数值由于一些原因常常没有代表储层中的实际结果。特别地，实验室结果的可量测性常常导致显著的不确定性;测量状况能够基本不同于实际的储层状况，用户可能无法考虑到自然裂缝对渗透性的贡献，由此则会导致一定数量级的误差。因此了解自然裂缝的贡献可以是有用的。人们采用原位井下测试来获得地层渗透性的评测。
[0008]通常的烃储层具有相对高的渗透性，意味着烃能够更容易地从地层的岩石中流入套管。在那些储层中，常常利用依次放置到对应于储层各个区域的多个位置的生产测井仪器执行多区域井测试。将在线缆上或者称为工作管柱或“下井仪器串”的其他系缆上的测井仪器降到井眼中对应于底部区域的第一位置。可将测井仪器放置在底部区域的稍高位置处，所述测井仪器包括测量流量的转子、压力及温度传感器、密度传感器、电探针等。当井的状况变化时，该仪器测量流量、压力、温度、相滞留等。这样的读数能够被用于推断地层性质，例如在对应于第二区域的第二位置处重复所述测量过程之前该区域的渗透性等。以这样的方式，可以从第一测试获得底部区域地层的性质，可以基于第一和第二测试评测第二区域的性质，并且可以依次测试其他区域。因此，对于高渗透性的储层，可以快速取得精确和有用的读数。然而，这样的测试对于非常规的、具有相对低渗透性的储层而言也可能不起作用，因为低渗透性将导致为每次读数花费长得多的时间而造成测量过程中的延迟。对于超低渗透性地层而言，必要的时间可能过度地长。因此，对于非常规的储层，通常利用不同的方法来执行多区域井的测试。两种常见的、用于非常规的储层中的多区域地层性质监控和测试的技术包括套管外部(external-to-casing)方法和套管内部(intern-to-casing)方法。
[0009]地层性质的监控和测试的套管外部方法使用多个一体的射孔枪/量测装置，所述装置在用水泥固定套管位置之前安装到套管外侧。所述装置用水泥固定在套管外侧沿井眼的竖直、偏斜或水平部分的多个位置。来自量测仪器的压力测量值能够通过有线的或无线的遥测器传送到地表或者在本地储存以供以后取回。在SPE 102745和EP1945905中更完整地介绍了所述装置。图1示出该一体的射孔枪/量测装置的示意图，图2示出该装置的应用。这些套管外部的装置主要用于长期监控储层的压力。使用这些套管外部方法有诸多限制。第一，一体装置必须随着套管安装下入井中，因此只能用于新钻的井眼中。第二，因为一体装置用水泥固定就位于套管外侧和井眼内侧之间的缝隙中，它们通常必须要小，以便合适而不被损坏。第三，在下套管之前需要充分了解和识别最后的测试位置，因为一旦安装好，它们通常不能被重新放置。最后，套管外部装置可能影响到水泥作业的质量，因为套管和井眼之间的水泥可能无法绕该装置充分流动，这样会导致空洞的产生或者会导致水泥浇注不均匀的其他区域，因此，差的水泥隔离和相关的较差的井的完整性会导致不可靠的测试结果O
[0010]地层性质测试和监控的套管内部方法在对于非常规的储层的许多情况中是优选的方法。与套管外部方法一样，套管内部方法用于长期监控储层的压力。首先对底部区域射孔。然后，将封隔器栓、压力计和无线遥测器放置在套管内侧毗邻期望进行储层监控的地层的底部区域的位置。在设置封隔器后，能够独立于上方区域来监控底部区域。接下来，对每个上方区域重复这些步骤。替代地，可以首先对所有区域射孔。然后，可利用管道输送器将多个封隔器、压力计和有线或无线的数据传输器件下入井中。在设置封隔器以隔离所有目标区域后，隔离的井眼区段中的压力计能够监控相应区域中的储层压力。无论使用上述两种方法中的哪种，基本上，是在已经发生射孔后放置用于每个区域的套管内部系统。换言之，射孔和用于每个区域的储层监控仪器的安装是分开的操作。多个区域的完井是能够耗费时间的。例如，如在SPE 102745中所概述的。在套管内部方法中使用的装置不包含任何产生用于渗透性评测的压力瞬变的器件。这样的套管内部系统主要用于储层监控目的，而非用于储层性质评测或者储层测试。因此，有需求为包括储层监控和测试功能二者而改进套管内部系统。

【发明内容】

[0011]根据本发明公开的一方面，提供了一种用于测试或监控井眼的设备，所述井眼穿透地下地层中储层，所述设备包括管、隔离器、压力计和射孔枪。隔离器可连接到所述管并且构造成接合井眼的内部表面。压力计可连接到所述管并且构造成在一段时间内取得多个压力读数。
[0012]根据本发明公开的一方面，提供了一种包括将设备放置在井眼中的方法。该设备可包括:管;第一隔离器，该第一隔离器连接到所述管并且构造成接合井眼的内部表面;第一压力计，该第一压力计连接到所述管并且构造成在一段时间内取得多个压力读数;和第一射孔枪，该第一射孔枪连接到所述管而不损害通过管的内部流动通道的流体的连通。该方法也可包括促动所述第一隔离器以提供地层中第一区域的隔离。该方法可包括激活射孔枪以提供井眼的环空和地层中区域之间的连通。该方法可包括允许压力计在一段时间内取得多个压力读数。基于该压力读数，该方法可包括确定地层特征。
[0013]根据本发明公开的一方面，提供了一种方法，其包括将设备放置在已下套管且经射孔的井眼中。该设备可包括:管;第一隔离器，该第一隔离器连接到所述管并且构造成接合套管的内部表面;第一压力计，该第一压力计连接到所述管并且构造成在一段时间内取得多个压力读数;和第一射孔枪，该第一射孔枪连接于并平行于所述管而不损害通过该管的内部流动通道的流体的连通。该方法可包括促动所述隔离器以提供地层中区域的隔离。该方法也可包括激活所述射孔枪以提供地层中区域、相对所述区域隔离的区段和射孔枪的筒的内部容积之间的连通。该方法可包括允许压力计在一段时间内取得多个压力读数。基于该压力读数，该方法可包括确定地层特征。
【附图说明】
[0014]图1是一体的射孔枪/量测装置的侧视图。
[0015]图2是图1的装置的应用的不意图。
[0016]图3是根据本发明公开特定方面的设备的侧剖视图。
[0017]图4是根据本发明公开特定方面的、具有偏斜的连接器的设备的侧剖视图。
[0018]图5是根据本发明公开特定方面的、具有两个射孔枪的设备的俯剖视图。
[0019]图6是根据本发明公开特定方面的、具有四个射孔枪的设备的俯剖视图。
[0020]图7是根据本发明公开特定方面的、具有滑动套筒阀的设备的侧剖视图。
[0021]图8是根据本发明公开特定方面的、用在多区域中的设备的侧剖视图。
【具体实施方式】
[0022]相对于原位多区域渗透性测量和/或地层压力监控来说，本申请所公开的设备和方法可减少现有的地层性质监控和测试的套管内部方法的一些限制。
[0023]新的系统将套管内部方法与液压激活的射孔枪结合，使得在使用被称为封隔器的装置已经将一区域与其他区域隔绝或者“隔离”之后，可以在每个区域中进行射孔入流测试。将作为下井仪器串的一部分的压力计和射孔枪降到井眼中。压力计构造成在下井仪器串和套管内部之间的被称为环空的区域中取得读数。图3表示了示例的设备10的示意图。多个这样的设备10可连接到一起而用于多区域应用。利用这样的设备可进行多区域射孔入流测试。对于地层测试和监控有用的设备10包括管12、封隔器14、旁通接头14a、压力计16和射孔枪18。封隔器14、压力计16和射孔枪18可连接到管12，使得它们不中断管12的内部流动通道的连续。先前的技术包括位于管下方的射孔枪，所述射孔枪破坏流动通道，致使在多区域中的操作不令人满意。在设备10中，可以保持管12的内部流动通道的连续。因此，射孔枪18可连接到管12而不中断或者损害通过管12的内部流动通道的流体的连通或者连续。
[0024]在使用中，将设备10降到井眼20中，所述井眼具有用水泥24固定就位的套管22。设备10从地球表面降到地层26，同时经由管件或者其他拉伸连接形式的长连接器保持与地面的连接。设备10和所涉及的连接件，与连接到设备10上的任何其他工具一起，被称为下井仪器串。如下面进一步详细地描述，该下井仪器串被放置在期望位置，在激活射孔枪18之前封隔器14接合套管的内部表面，由压力计16提供测量。
[0025]除提供促动功能以外，当将设备10降到井眼20中时，管12可提供结构给设备10。管12可足够坚硬以应对射孔枪18的反弹，但是足够柔韧以被下入井眼20。管12可具有底部帽盖48(图8中示出)以允许隔离管12中的流体与管12外侧的流体。换言之，通过底部帽盖48可隔断通过管12的内部流动通道。因此，当封隔器14、射孔枪18或者其他工具与管12连通时，管12内的压力可用于促动各个工具。多个设备10可连接到一起，同时仍然保持管12的内部流动通道，这允许操作下井仪器串中多个位置处的射孔枪。因此，下井仪器串可构造成同时监控或测试多个区域。在这样的构造中，该设备可包括:至少一个另外的管;另外的封隔器，该另外的封隔器连接到所述另外的管并且构造成接合套管的内部表面;另外的压力计，该另外的压力计连接到所述另外的管并且构造成在一段时间内取得多个压力读数;和另外的射孔枪。旁通接头14a也可为工具组件中的重要部件，允许电缆从管12外部进入该管和封隔器14内部而不使用直通封隔器，由此降低了由于因线缆直通导致的小环空而引起的无效的封隔器隔离的风险。
[0026]封隔器14可连接到管12并且构造成接合套管22的内部表面，被称为被“设置”。通常，当存在多个封隔器14时，首先设置最下面的封隔器并且依次设置其他的封隔器，然而，可以同时或者以任何其他顺序设置所有封隔器14。如果期望，可以均衡封隔器14之间的压力。
[0027]一旦设置好封隔器14，压力计16可先于射孔枪18的激活而在环空36中进行基准测量，并且然后能够进行另外的测量以确定压力变化的速度和幅度，所述压力计也连接到管12并且面对环空36。压力计16可构造成在一段时间内取得多个压力读数，并且可经由管道封装导体或管道封装线缆(TEC)17、无线通信或者其他方式报告那些读数。经由管道封装线缆(TEC) 17的压力计16的连接可有利于地表装置上的实时数据读取。
[0028]图4示出了第一实施例。在本实施例中，连接器30(在本具体实施例中以偏斜的形式示出)设置成连结管12的一部分，在所述管上安装射孔枪18或者其他测试装置(未示出)，使得管12和射孔枪18处于平衡位置，因此将设备10保持在封隔器14的中心线上，如图4所示。因此，射孔枪18的中心线可不与设备10的中心线对齐。一个或多个连接器30的使用可减轻与常规方法相关的封隔器的完整性问题。另外地或者替代地，一个或多个连接器30的使用可在测试期间改善封隔器14和套管22的内部表面28之间的密封。
[0029]图5示出了第二实施例。在本实施例中，两个射孔枪18以并行方式示出。下面描述的替代实施例，将射孔枪18以串行方式设置。此外，可以使用并行和/或串行的其他变形。射孔枪18可独立地或者联合地安装在管12上。射孔枪18可为筒形，所述每个射孔枪具有内部容积。射孔枪18的内部容积的尺寸可为适合于产生充足的用于渗透性评测的压力瞬变。如所示的，射孔枪18相互之间不具有流体连通。替代地，可以在射孔枪18的内部容积之间实现流体连通，例如，流管或者其他流动通道可连接射孔枪18的内部容积。
[0030]返回参考图4，射孔枪或多个射孔枪18具有至少一个连接到射孔枪的发火头32。至少一个射孔炸药部可由发火头32引爆，可以通过对管12增压以破坏破裂膜片(未示出)而激活所述发火头。在一些实施例中，可以使用多个破裂膜片来激活多个发火头，以便引爆多个射孔枪18中的多个炸药部。在不同射孔枪18中的炸药可在基本相同的时刻引爆或者通过使用针对多个破裂膜片的多个激活水平在显著不同的时刻引爆。
[0031]返回参考图5，射孔枪18的炸药的引爆将产生射孔34，所述射孔对套管22和水泥24冲孔或者射孔并且延伸到地层26。尽管一个射孔枪18可起到作用，但多个射孔枪18可提供优势。例如，多个射孔枪18可经由更大数量的射孔34在套管22的内部和地层26之间提供更多连通。替代地或者另外地，多个射孔枪18可提供射孔枪18的更大的总的内部容积，由此允许套管22的内部和地层26之间更大压力差异。这可导致更强的压力瞬变信号，所述信号相应地可导致更佳的地层渗透性评测。
[0032]现在参考图6，超过两个的射孔枪18(其与管12相并行)可用于压力监控和测试下井仪器串。尽管射孔枪18的数量和构造会受到套管22内部的空间的限制，但是可以使用任何数量的射孔枪18。例如，图6示出了四射孔枪18的构造。这样的构造可用于在井眼20的方位角上提供更平衡的相位角度。相位角度指的是射孔的方向。例如，图5示出了不平衡的射孔相位角度，因为所有射孔均在右侧，而图6示出了平衡的射孔相位角度，因为射孔绕井眼的圆周基本均匀布置。
[0033]返回来参考图4，在另一实施例中，至少一个射孔枪18装载有至少一个管冲孔机(未示出)，所述管冲孔机构造成对射孔枪18的筒冲孔而不对套管22冲孔以及不对管12冲孔。当使用合适的射孔枪，例如射孔枪18，射孔34已经存在于期望的深度并具有期望的射孔区间长度时，该构造是有用的。设备10和套管22的内部表面28之间形成的环空36中的压力可处于平衡，因为在设备10下入井眼之前就已经建立了地层26和井眼20之间的连通。在将设备10放置在期望的位置后，促动封隔器14以隔离期望的井眼区间(对应于期望的区域)。在一些实例中，封隔器14可存在于射孔枪18的两侧并且可以同时被促动以提供隔离。一旦隔离好期望的区域，可以通过激活破裂膜片促动或者启动管冲孔机。这允许射孔枪18的筒的内部容积暴露于环空36的内容物。因此，由射孔枪18的筒的内部容积与地层26之间的压力差异可产生压力脉冲，因为在炸药引爆的特定持续时间后，可以将筒内的压力设计为显著不同于(即，要么高于要么低于)地层26中流体的压力。该压力脉冲可传播进入地层26并且用于评估地层性质。这样的构造可提供若干优势。第一，因为射孔操作与测试操作分开，因此，射孔位置、射孔区间长度和用于射孔作业的射孔枪的尺寸的选择可极为灵活。可以使用更大的射孔区间和更多的射孔炸药而不用顾及枪冲击对设备10的损坏且当下入安装在管12上的射孔枪18时没有空间约束。第二，因为仅仅在与压力计16—起下入的射孔枪18中使用管冲孔机以及与相似尺寸的常规深穿透炸药相比管冲孔机中的爆炸物通常较小，因此，由管冲孔机产生的枪冲击可以更小。第三，与类似的深穿透炸药相比，管冲孔机能够在射孔枪18的筒的壁上产生更大的孔。这可允许进一步减少在操作中使用的管冲孔机的数量，进一步最小化枪冲击对设备1的可能的损坏。
[0034]应注意到，可对前面描述的实施例进行组合。特别地，可以在使用偏斜式连接器30连接的下井仪器串上使用多枪的构造。此外，一个以上的射孔枪18可装载有仅仅管冲孔机，或者仅仅装载标准炸药，或者装载管冲孔机和标准地层穿透炸药二者。可以由单个发火头或者多个发火头在基本相同的时刻或者在显著不同的时刻引爆这些炸药。
[0035]参考图7，在另一实施例中，发火头和装载了炸药的射孔枪18替换为液压致动的滑动套筒阀38和不装载任何射孔炸药或管冲孔机的空管或者空枪承载部40。在本构造中，在将设备10下入套管22之前，也使用期望的射孔枪在期望的深度以期望的射孔区间长度对套管射孔。由于在使用设备10之前射孔34的存在，环空36和地层26中的压力可处于平衡。因此，当通过滑动套筒阀38的开启暴露筒的内部容积时，由筒的内部容积和地层26之间的压力差异可产生压力脉冲，这是因为可将筒的内部容积的压力设计为显著不同于(即，要么高于要么低于)地层26中流体的压力。这样的构造可提供若干优势。第一，射孔操作可与测试操作分开。因此，射孔位置、射孔区间长度和用于射孔作业的枪的尺寸的选择可极为灵活。可以使用更大的射孔区间和更多的炸药而不用考虑枪冲击对设备10的损坏且当下入安装在管上的枪时没有空间约束。第二，因为在设备10中没有使用射孔炸药或者管冲孔机，因此可以完全消除枪冲击对设备10(包括压力计16)的损坏。第三，因为使用滑动套筒阀38为来自地层26的流体开启筒的内部容积，因此，空枪承载部40内的压力在测量开始时能够比装载有深穿透炸药或者管冲孔机的射孔枪的压力更低。用于深穿透炸药中的爆炸物和管冲孔机通常在恰好引爆的时刻在筒内产生显著高于大气压力的压力。该枪压力通常将随着在引爆期间产生的气体的温度的降低而降低。该过程可能花费数分钟至数小时，取决于使用的枪和炸药。因此，对于组合了测试和射孔功能的下井仪器串而言，可能不能将炸药引爆后的非常早期的压力数据用于原位渗透性评测。滑动套筒阀38和空枪承载部40可消除压力峰值和显著的衰减时间的问题，使得压力瞬变数据有更高的质量并且从测试的非常早的开始就有可解读的数据。
[0036]应注意，可以组合前面描述的实施例。特别地，一个或多个射孔枪18和/或空枪承载部40可连接到滑动套筒阀38。另外，一个或多个射孔枪18和/或空枪承载部40可装载有至少一个标准地层穿透炸药部，或者至少一个冲孔机，或者至少一个标准炸药部和一个管冲孔机。
[0037]附图仅仅用于说明的目的。多个公开的设备10可安装到单个下井仪器串以用于多区域地层性质的监控和测量。如果多个装置用于单个下井仪器串，管道封装线缆(TEC，未示出)和管12可以贯通整个管柱而连接多个井眼区间中的多个压力计16以用于数据采集。从本公开内容显然可知:这样的构造可以利用多个封隔器14和多个射孔枪18。
[0038]在又一实施例中，用于激活射孔发火头32的破裂膜片或滑动套筒阀38可具有多个不同的阈值，使得:(a)在单个隔离的井眼区间中的不同射孔发火头32和/或滑动套筒阀38利用不同的破裂膜片破裂强度而可在不同的时刻激活；(b)在地层26的不同区域中，在不同井眼区间中，射孔发火头32和/或滑动套筒阀38利用不同的破裂膜片破裂强度而可在不同的时刻激活。
[0039]射孔枪18的筒(或者替代实施例中的对应特征)可以足够长以具有期望的内部容积以用于特定的测试区间，尽管安装在筒中的地层穿透炸药部或者管冲孔机的数量可能是少的。筒、空管或者枪的长度也可以足够长以给出期望的内部容积以用于脉冲测试。此外，不同区域的筒、枪承载部和/或空管/枪可具有不同的长度以适应不同的已测试区域处产生的所期望的地层流体的体积。另外，可将多个射孔炸药部组装为在单个方向或者路径射出，以提高枪承载部和套管的开口面积，也为了实现更佳的穿透以及环空36和地层26之间的连通。
[0040]尽管描述了压力计16，但其他传感器(例如化学传感器、电学传感器、光学传感器、机械传感器等)可以独立地或者联合地用于下井仪器串，以在测试期间测量一种或者多种流体或者地层的性质。尽管说明描述了竖直井，但设备10和在此描述的方法在偏斜的、水平的或者其他井构造中可以是有用的。
[0041]现在参考图8，多个区域42，44可为使用上述设备10之一的测试目标。可以安装底部栓46以将环空36隔离成位于相应目标区域42和44下方的底部区段54和与目标区域42和44相对的上部区段。如果井眼20不延伸至低于第一区域44，可以省略底部栓46。一旦已经放置底部栓46，则将设备10下入环空36中。如图8所示，该设备包括两个封隔器14、两个压力计16和两个射孔枪18。当设备10放置在目标位置时，可通过对管12增压、对套管22增压、通过机械手段进行推动或者转动、或者通过这些操作的任何组合来设置封隔器14。一旦设置好封隔器14，可以将底部栓46上方的井眼20的上部区段隔离成两个区间50和52。通过封隔器14隔离对应于第一区域44的区间52的一端并且通过底部栓46隔离其另一端。通过封隔器14隔离对应于第二区域42的另一区间50的两端。若第三封隔器(未示出)安装到下井仪器串的底部射孔枪18下方，可以再次省略底部栓46，因为三个封隔器可将井眼隔离成对应于区域42、44的两个独立的室。可以进一步增压所述管12中的流体，使得附于管12的破裂膜片崩破，因此激活发火头32，所述发火头相应地引爆射孔炸药和管冲孔机。第一区域44中的射孔34建立地层26、相对于第一区域44隔离的区间52和射孔枪18的筒的内部容积之间的连通，与此同时发火头32中的密封器件保持管12、区间52和地层26之间的液压隔离。因为射孔枪18内的压力显著不同于地层26的第一区域44的压力，这样则产生压力脉冲。该压力脉冲传播进入地层26的第一区域44并且引起第一区域44和筒的内部容积之间的流体输运，这样则产生压力瞬变，所述压力瞬变由区间52中的压力计16记录。该压力瞬变能够用于评测第一区域44中的射孔34附近的地层性质。相似地，毗邻环空部分(该环空部分毗邻第二区域42)的射孔34建立地层26、相对于第二区域42隔离的区间50之间的连通。相似地，另外的区域可以以相似的方式隔离和测试。一旦压力计16已经在一段时间内提供了多个压力读数，则能够比较那些读数以确定变化率、变化量或者二者。可以从这些信息确定地层的特征。例如，可以通过比较这样的压力读数来确定渗透性。压力读数的快速变化将可能指示渗透性高的地层而慢速变化将可能指示渗透性低的地层。
[0042]相信本说明书中公开的设备10和方法提供了至少下面一些关于套管内部方法的改进。第一，使用连接器30连结管12(在所述管上安装射孔枪18或者其他装置)的一部分可使设备10平衡，允许保持封隔器14对齐下井仪器串的中心线，导致当在井中设置封隔器14时更佳的封隔器完整性和密封性。第二，使用与管12平行且独立地或者联合地安装在管12上的多个射孔枪18可改进射孔34的相位角度，增加套管22上的射孔面积，增加在地层26中射孔34的流动接触面积，并且增加射孔枪18的筒的总的内部容积，使得能够实现更强的压力脉冲(要么高于要么低于地层压力)。因此，该方法和设备可减轻压力脉冲强度不足和流动面积不足的可能问题。
[0043]第三，可以在单个下井仪器串中部署多个系统，允许针对多个区域进行测试和监控。第四，射孔的放置远比现有的单个下入的、套管内部压力监控/测试系统更灵活。第五，利用在此描述的设备10和方法可以测试现有的已射孔的井。
[0044]设备10和方法也可减轻或者甚至消除在一些实施例中炸药引爆冲击对于下井仪器串的影响。
[0045]尽管上面的描述涉及已下套管的井眼，在一些实施例中，可以缺少套管，这样使得元件接合无套管井眼的内部表面。因此，井眼的内表面的接合为要么接合套管(即与井眼的内表面非直接接合)，要么直接接合井眼。
[0046]进一步，尽管上面的描述涉及使用机械设置手段的封隔器，但可以使用其他的隔离器。例如，也可以使用可膨胀封隔器，所述可膨胀封隔器使用化学手段使得弹性体接合井眼表面。因此，隔离器可为封隔器(如前所述)，或者任何其他适合用于提供不同区域之间分离或者隔离的装置。
[0047]尽管上面的描述使用液压促动来操作封隔器、射孔枪和滑动套筒阀，也可应用其他的促动措施。特别地，能够通过经由有线或者无线遥测器的电信号激活封隔器、射孔枪和滑动套筒阀。在一些变形中，可以通过液压和电促动的组合激活封隔器、射孔枪和滑动套筒O
[0048]本领域的技术人员将理解，就公开的实施例、构造、材料和方法而言，可以有许多修改和变形，而没有背离它们的范围。因此，权利要求的范围和它们的功能等价内容不应该由所描述和说明的特别的实施例限制，因为所述实施例实际上仅仅是示例性的并且可以可选地组合分开描述的元件。
【主权项】
1.一种用于测试和监控井眼的设备，所述井眼穿透地下地层中储层，所述设备包括: a.管； b.隔离器，所述隔离器连接到所述管并且构造成接合井眼的内部表面； c.压力计，所述压力计连接到所述管并且构造成在一段时间内取得多个压力读数;和 d.射孔枪。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述管构造成保持该管中的内部流动通道的连续。3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述射孔枪连接于并平行于所述管而不损害通过所述管的内部流动通道的流体的连通，并且其中，所述射孔枪经由连接器连接到所述管，使得该射孔枪的中心线不与该设备的中心线对准。4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的设备，其中，所述射孔枪包括至少一个管冲孔机，所述管冲孔机构造成对该射孔枪的筒冲孔而不对存在于井眼中的套管冲孔。5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的设备，其中，所述射孔枪包括滑动套管阀。6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述射孔枪包括管件。7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的设备，进一步包括至少一个另外的射孔枪。8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的设备，其中，所述压力计连接到管道封装导体或者管道封装线缆(TEC)以给地表装置提供实时数据读取。9.根据权利要求7所述的设备，其中，所述射孔枪并行布置。10.根据权利要求7所述的设备，其中，所述射孔枪串行布置。11.根据权利要求1至10中任一权利要求所述的设备，进一步包括: a.另外的管； b.另外的隔离器，所述另外的隔离器连接到所述另外的管并且构造成接合井眼的内部表面； c.另外的压力计，所述另外的压力计连接到所述另外的管并且构造成在一段时间内取得多个压力读数;和 d.另外的射孔枪。12.根据权利要求1至11中任一权利要求所述的设备，其中，通过底部帽盖隔断所述管的内部流动通道。13.一种方法，所述方法包括: a.在井眼中放置设备，所述设备包括:管；第一隔离器，所述第一隔离器连接到所述管并且构造成接合井眼的内部表面;第一压力计，所述第一压力计连接到所述管并且构造成在一段时间内取得多个压力读数;和第一射孔枪，所述第一射孔枪连接到所述管而不损害通过所述管的内部流动通道的流体的连通； b.促动所述第一隔离器以提供地层中第一区域的隔离； c.激活所述第一射孔枪以提供井眼的环空和地层中所述第一区域之间的连通； d.允许所述第一压力计在一段时间内取得多个压力读数;和 e.基于所述压力读数，确定地层特征。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述促动第一隔离器的步骤包括液压促动所述第一隔离器。15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，所述第一隔离器包括封隔器，并且其中，所述设备进一步包括第二隔离器，所述第二隔离器连接到所述管并且构造成接合井眼的内部表面;第二压力计，所述第二压力计连接到所述管并且构造成在一段时间内取得多个压力读数;和第二射孔枪，所述第二射孔枪连接于并平行于所述管而不损害通过该管的内部流动通道的流体的连通，所述方法进一步包括: a.促动所述第二隔离器以提供地层中第二区域的隔离； b.激活所述第二射孔枪以提供井眼的环空和地层中第二区域之间的连通;和 c.允许所述第二压力计在一段时间内取得多个压力读数。
【文档编号】E21B49/00GK106062312SQ201580012141
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年3月4日 公开号201580012141.8, CN 106062312 A, CN 106062312A, CN 201580012141, CN-A-106062312, CN106062312 A, CN106062312A, CN201580012141, CN201580012141.8, PCT/2015/18577, PCT/US/15/018577, PCT/US/15/18577, PCT/US/2015/018577, PCT/US/2015/18577, PCT/US15/018577, PCT/US15/18577, PCT/US15018577, PCT/US1518577, PCT/US2015/018577, PCT/US2015/18577, PCT/US2015018577, PCT/US201518577
【发明人】詹蒗, P·S·费尔, R·J·唐布罗斯基, E·R·封塞卡奥坎波斯, A·C·雷诺兹, D·L·A·兰吉尔, W·L·杜蒙, D·许恩
【申请人】国际壳牌研究有限公司