專(zhuān)利名稱(chēng)：開(kāi)始在井內(nèi)注入平面的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及地下井作業(yè)所利用的裝備及所執(zhí)行的操作，并且更特別地，在 本文描述的實(shí)施例中提供了一種開(kāi)始在井內(nèi)注入平面的方法。
背景技術(shù)：
為了增加一個(gè)或多個(gè)井筒與地層或地下區(qū)域之間的流體產(chǎn)量或注入量，通常希望 能夠在地層或地下區(qū)域中形成大體平直的包裹體(inclusion)。甚至還希望使這種平直的 包裹體能夠可靠地沿選定的方向取向，以使包裹體延伸一期望的距離，以及在很多情況下 使包裹體維持平直的形態(tài)。液力壓裂包括各種公知的在相對(duì)較為硬脆的巖石中形成裂縫的方法。然而，這些 方法中的很多方法在實(shí)現(xiàn)這種裂縫的精確取向、尺寸控制或平直的形態(tài)等方面并不是完全 成功的。而且，對(duì)于在脆性的巖石中形成裂縫的領(lǐng)域所開(kāi)發(fā)出的改進(jìn)的方法對(duì)于未固結(jié)的 和/或弱粘結(jié)的地層的不同的材料特性而言常常不適用。這類(lèi)地層中的巖石的特性在某種 意義上可更準(zhǔn)確地稱(chēng)之為“塑性”，并且不能夠?qū)π纬稍谶@類(lèi)地層中的平直的包裹體進(jìn)行定 向以及其它的控制。由此可見(jiàn)，在地層中形成大體平直的包裹體的領(lǐng)域中需要做出某些改進(jìn)。這些改 進(jìn)應(yīng)可同時(shí)應(yīng)用于脆性和塑性巖層。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)踐本發(fā)明的原理，提供了解決本領(lǐng)域中的至少一個(gè)問(wèn)題的方法。在下文中 描述的一個(gè)示例中，沿期望的方向開(kāi)始形成注入平面。在下文中描述的另一個(gè)示例中，開(kāi)始 形成注入平面的方法便于控制形成在地層中的大體平直的包裹體的方向、尺寸以及幾何形 狀。在一個(gè)方案中，提供了一種在地層中形成至少一個(gè)大體平直的包裹體的方法。該 方法包括如下步驟通過(guò)將一材料注入到位于井筒與加襯于該井筒的套管之間的環(huán)狀空間 中，使井筒在地層中擴(kuò)張；通過(guò)該擴(kuò)張步驟使地層中的壓應(yīng)力增大；以及隨后將一流體注 入到地層中，從而沿增大的壓應(yīng)力的方向形成包裹體。在另一個(gè)方案中，在地層中形成至少一個(gè)大體平直的包裹體的方法包括如下步 驟通過(guò)將一材料注入到位于井筒與加襯于該井筒的套管之間的環(huán)狀空間中，使井筒在地 層中擴(kuò)張；減小地層中的沿相對(duì)于井筒的切向的應(yīng)力；以及隨后將一流體注入到地層中， 從而沿垂直于減小的切向應(yīng)力的方向形成包裹體。在又一個(gè)方案中，在地層中形成至少一個(gè)大體平直的包裹體的方法包括如下步 驟通過(guò)將一材料注入到位于地層與安置在加襯于井筒的套管中的套筒之間的環(huán)狀空間 中，使地層中的壓應(yīng)力增大；以及隨后將一流體注入到地層中，從而沿增大的壓應(yīng)力的方向 形成包裹體。
本領(lǐng)域一般技術(shù)人員在細(xì)致地考慮了下文中對(duì)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō) 明及附圖之后，將易見(jiàn)本發(fā)明的上述的和其它的特征、優(yōu)點(diǎn)、益處以及目的，其中，在各附圖 中使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示類(lèi)似的部件。


圖1為體現(xiàn)本發(fā)明原理的系統(tǒng)和方法的示意性局部剖視圖。圖2為執(zhí)行了該方法的初始步驟之后的該系統(tǒng)的沿圖1的線2-2剖切并放大的示 意性剖視圖；圖3為執(zhí)行了該方法的附加步驟之后的該系統(tǒng)的示意性剖視圖；圖4為執(zhí)行了該方法的進(jìn)一步的步驟之后的該系統(tǒng)的示意性剖視圖；圖5為執(zhí)行了該方法的更進(jìn)一步的步驟之后的該系統(tǒng)的示意性剖視圖；圖6為圖3中的圓圈“6”所指示的材料的放大視圖。圖7至圖9為該系統(tǒng)和方法的第一種替代性構(gòu)造的示意性局部剖視圖；以及圖10至圖12為該系統(tǒng)和方法的第二種替代性構(gòu)造的示意性剖視圖。
具體實(shí)施例方式應(yīng)理解的是，在此描述的本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例可以在例如傾斜、倒置、水平、豎直 等各種取向方式下運(yùn)用，以及在各種構(gòu)造下運(yùn)用而不會(huì)背離本發(fā)明的原理。這些實(shí)施例 僅作為有效地應(yīng)用本發(fā)明的原理的示例來(lái)描述，本發(fā)明不受這些實(shí)施例的任何具體細(xì)節(jié)所 限。在下文對(duì)本發(fā)明的有代表性的實(shí)施例的描述中，使用諸如“上方”、“下方”、“上 部”、“下部”等的方向性術(shù)語(yǔ)以方便于參閱附圖，通常，“上方”、“上部”、“向上”以及類(lèi)似的 術(shù)語(yǔ)表示沿井筒朝向地面的方向，而“下方”、“下部”、“向下”以及類(lèi)似的術(shù)語(yǔ)表示沿井筒遠(yuǎn) 離地面的方向。圖1中示意性地示出了系統(tǒng)10以及相關(guān)的用于在地層12中開(kāi)始形成一個(gè)或多個(gè) 大體平直的包裹體的方法。系統(tǒng)10和該方法體現(xiàn)了本發(fā)明的原理，但應(yīng)明確理解的是，本 發(fā)明不局限于下文所描述的系統(tǒng)或方法的任何具體的特征或特性。如圖1所示，井筒14鉆入地層12中并加襯有保護(hù)套管16。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“套 管”表示用于井筒的任何形式的防護(hù)內(nèi)襯(例如本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的、被稱(chēng)為“套管”或 “襯里”的內(nèi)襯)，該套管可由任何材料(例如金屬、聚合物或合成材料等)或這些材料的組 合制成，并能夠以任何的方式(例如通過(guò)粘固在適當(dāng)?shù)奈恢?、擴(kuò)張等方式)安置，并且可以 是連續(xù)的或分段的、有連接點(diǎn)或無(wú)連接點(diǎn)、以螺紋連接或以其它方式連接等等。水泥或另一種密封材料18流入到井筒14與套管16之間的環(huán)狀空間中。密封材 料18用于將套管16密封和固定在井筒14內(nèi)。優(yōu)選地，密封材料18是可硬化的材料(例 如水泥、環(huán)氧樹(shù)脂等)，密封材料18可流入環(huán)狀空間20中并可在其中變硬，以封閉該環(huán)狀空 間并將套管16固定在相對(duì)于井筒14的適當(dāng)位置處。然而，也可使用其它類(lèi)型的材料(例 如沿著套管16傳送到井筒14內(nèi)的可膨脹的材料等)，這并不背離本發(fā)明的原理。當(dāng)套管16被密封和固定在井筒14中時(shí)，貫穿 套管和密封材料18形成穿孔22。優(yōu) 選地，使用具有縱向?qū)R的爆炸裝填物(explosive charge) 26的射孔器24來(lái)形成穿孔22，并且這些穿孔優(yōu)選地在套管16被密封和固定在井筒14中之后形成。然而，依據(jù)本發(fā)明的原理，可使用其它的形成穿孔22的方法(例如，使用水力噴射切割工具、線性爆炸裝填物、 鉆孔機(jī)、銑刀等)，并且可使用其他不同的順序來(lái)執(zhí)行該方法中的各步驟(例如在將套管16 安置在井筒14中之前形成穿孔)。在圖2中有代表性地示出了形成穿孔22之后的系統(tǒng)10的示意性剖視圖。在該視 圖中可看到穿孔22優(yōu)選地徑向延伸為略微超出密封材料18并進(jìn)入到地層12中。然而，應(yīng) 理解的是，如果在安置套管之前貫穿套管16和/或密封材料18形成穿孔22，則這些穿孔可 能根本不會(huì)徑向延伸到地層12中。作為替代，系統(tǒng)10中的穿孔22的重要益處在于，穿孔為套管16的內(nèi)部與介于密 封材料18和地層12之間的界面27之間提供了流體連通?？梢圆捎酶鞣N構(gòu)造和通過(guò)各種 方法來(lái)提供這種流體連通，而并非必須以任何特定的方式、在任何特定的時(shí)間采用任何特 定的排布或構(gòu)造等來(lái)形成穿孔22?，F(xiàn)在另外參考圖3，該圖中有代表性地示出了在將可硬化的材料28注入到地層12 與密封材料18之間從而形成了鄰近環(huán)狀空間20徑向向外的另一環(huán)狀空間30之后的系統(tǒng) 10。優(yōu)選地，可硬化的材料28從套管16的內(nèi)部經(jīng)由穿孔22流到密封材料18與地層12之間 的界面27，但如需要的話，也可使用其它的方法來(lái)注入可硬化的材料和形成環(huán)狀空間30。應(yīng)理解的是，環(huán)狀空間30的形成導(dǎo)致地層12徑向向外地進(jìn)行了移位，由此圍繞井 筒14被徑向地壓縮。具體地，由于環(huán)狀空間30的徑向厚度增大，使圍繞井筒14的地層12 中沿井筒14的半徑的壓應(yīng)力(在圖3中以雙頭箭頭32表示)隨之增大。優(yōu)選地，將可硬化的材料28在足夠大的壓力下注入到環(huán)狀空間30中，以在密封材 料18與地層12之間形成環(huán)狀空間，并由此使圍繞井筒14的地層12中的徑向壓應(yīng)力32顯 著地增大。要注意到，井筒14自身隨著環(huán)狀空間30的徑向厚度的增大而徑向向外擴(kuò)張?？捎不牟牧?8優(yōu)選為在流入到環(huán)狀空間30中之后硬化并變得更剛硬的材料。 水泥質(zhì)的材料、聚合物(例如環(huán)氧樹(shù)脂等)以及其它類(lèi)型的材料可被用作可硬化的材料28。 可硬化的材料28可以是水泥、樹(shù)脂覆膜砂(resincoated sand)或支撐劑、或者環(huán)氧樹(shù)脂 覆膜砂或支撐劑(諸如可從德克薩斯州的休斯頓市的Halliburton能源服務(wù)集團(tuán)購(gòu)得的 EXPEDITE (商標(biāo))支撐劑)。當(dāng)材料28硬化并變得更剛硬時(shí)，材料28由此能夠徑向向外地 支撐擴(kuò)大的井筒14以維持地層12中的增大的壓應(yīng)力32。如果上述井是現(xiàn)有的生產(chǎn)井/自噴井，則可能具有先前用于使流體在地層12與套 管16的內(nèi)部之間流動(dòng)的、預(yù)先存在的穿孔。在這種情況中，在形成穿孔22之前將密封材料 擠入預(yù)先存在的穿孔中可能是有利的。在這種方式下，能夠根據(jù)需要來(lái)設(shè)定穿孔22的構(gòu)造、取向、相位(phase)等，以便 于隨后經(jīng)由穿孔22注入可硬化的材料28。例如，可將密封材料注入到預(yù)先存在的穿孔，以 封閉這些穿孔，隨后再形成穿孔22，以允許將可硬化的材料28注入到環(huán)狀空間30中。另一種替代性的方式是將這些預(yù)先存在的穿孔用作穿孔22。S卩，可硬化的材料28 可經(jīng)由這些預(yù)先存在的穿孔(這些穿孔從而將用作圖1至圖3中所示的穿孔22)注入到環(huán) 狀空間30中，從而省略了該方法中的至少一個(gè)穿孔步驟?，F(xiàn)在另外參考圖4，該圖中有代表性地示出了在套管16的內(nèi)部與圍繞井筒14的地 層12之間形成了附加的穿孔34之后的系統(tǒng)10。穿孔34延伸穿過(guò)套管16、環(huán)狀空間20以及環(huán)狀空間30，以在套管的內(nèi)部與地層12之間提供流體連通?？墒褂萌魏紊鲜龅挠糜谛纬纱┛?2的方法來(lái)形成穿孔34(例如，射孔器、水力噴 射切割工具、鉆孔機(jī)、線性爆炸裝填物等)。如需要的話，也可使用其它的方法。如果使用射 孔器24，則這些爆炸裝填物26優(yōu)選為如圖1所示在射孔器中縱向?qū)R。如圖4所示，具有兩組穿孔34，并且這兩組穿孔被取向?yàn)橄鄬?duì)于彼此成180度。然 而，穿孔34可為任何數(shù)目的組(包括僅一組穿孔)，每組中可具有任何數(shù)目的穿孔，并且這 些組穿孔可被取向?yàn)橄鄬?duì)于彼此成任何角度。僅形成一組穿孔34可能是有利的(例如使用所謂的“零相位”射孔器)。然而，發(fā) 明人認(rèn)為，在現(xiàn)有的天然氣井中，形成四組穿孔34 (即，以90度相位)，并隨后在地層12中 形成垂直取向的平直的包裹體(即，在兩個(gè)正交的平面中形成四個(gè)包裹體)是優(yōu)選的。應(yīng)理解的是，在形成穿孔34之后，直到穿孔的頂端46，地層12中的與井筒14相 切的應(yīng)力33被減緩。由于這些組穿孔34沿井筒14縱向地對(duì)齊，因此在與每組穿孔對(duì)應(yīng)的 地層12中構(gòu)成縱向延伸的、切向應(yīng)力減小的區(qū)域。這種應(yīng)力狀態(tài)對(duì)于在地層12中定向和 開(kāi)始形成平直的包裹體而言是理想的，這是因?yàn)檫@些包裹體將趨向于形成為與每組穿孔34 上的減小的切向應(yīng)力33垂直的平面?，F(xiàn)在另外參考圖5，該圖中有代表性地示出了在地層12中形成從穿孔34徑向向外 延伸的大體平直的包裹體36之后的系統(tǒng)10。優(yōu)選地，通過(guò)將流體40從套管16內(nèi)部經(jīng)由穿 孔34注入到地層12中來(lái)形成平直的包裹體36。地層12中的增大的徑向壓應(yīng)力32有助于控制包裹體36的形成方向，因?yàn)橐阎?層巖石通常部分地處于與最小主應(yīng)力方向垂直的方向上。通過(guò)沿相對(duì)于井筒14的徑向方 向有意地增大應(yīng)力32，圍繞井筒的地層12中的最小主應(yīng)力方向與井筒相切，因此地層將至 少在最初時(shí)沿徑向方向擴(kuò)大。這些包裹體36可同時(shí)形成，或者單獨(dú)地形成(一次形成一個(gè))，或者這些包裹體 可以任何順序或組合方式形成。依據(jù)本發(fā)明的原理，可形成任何數(shù)目、任何取向及組合方式 的包裹體。如上文所述，一種替代性的方式是沿兩個(gè)正交的平面(例如，利用四組穿孔34) 形成四個(gè)包裹體36，這種構(gòu)造的使用在現(xiàn)有的天然氣井中可能是尤其優(yōu)選的。在這種情況 中，經(jīng)由所有四組穿孔34同時(shí)注入流體40以便同時(shí)形成四個(gè)包裹體36的方式可能同樣是 優(yōu)選的。地層12可包括相對(duì)較為硬脆的巖石，但是該系統(tǒng)10和方法特別有利于應(yīng)用在由 疏松的或弱粘結(jié)的沉積物所構(gòu)成的塑性地層中，在這種地層中，通常在包裹體形成時(shí)很難 控制包裹體的形成方向或幾何形狀。由于弱粘結(jié)的沉積物的內(nèi)聚強(qiáng)度很小，因此所述弱粘結(jié)的沉積物是主要的摩擦材 料。不具有固有的內(nèi)聚強(qiáng)度的未粘結(jié)砂(即，未將砂粒粘結(jié)保持在一起)在其結(jié)構(gòu)內(nèi)不能 夠包含穩(wěn)定裂紋并且不會(huì)經(jīng)歷脆性壓裂。這種材料被歸類(lèi)為在剪應(yīng)力作用下破壞(fail) 的摩擦材料，而脆性的聚合材料(例如，堅(jiān)固的巖石)在正應(yīng)力作用破壞。術(shù)語(yǔ)“內(nèi)聚”在本領(lǐng)域中用于說(shuō)明材料在有效平均應(yīng)力為零的情況下的強(qiáng)度。由 于細(xì)小顆粒的沉積物中的毛細(xì)吸引力所產(chǎn)生的吸入壓力或負(fù)孔隙壓力的作用，并且沉積物 僅部分被浸透，弱粘 結(jié)材料可能表現(xiàn)出一定的外表上的內(nèi)聚性。這類(lèi)吸入壓力在較低的有 效應(yīng)力下將顆粒保持在一起，因此通常被稱(chēng)作表觀粘力(apparent cohesion) 0
由于沉積物的完全浸透會(huì)使吸入壓力消失，因此吸入壓力并沒(méi)有將沉積物的顆粒 真正結(jié)合在一起。表觀粘力通常是非常小的強(qiáng)度分量，因此對(duì)于堅(jiān)固的巖石而言其不能夠 被有效地度量出，而僅在測(cè)量極弱粘結(jié)的沉積物時(shí)才變得顯著。地質(zhì)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的材料，例如相對(duì)堅(jiān)固的巖石，在正常的油藏深度處表現(xiàn)為脆性材 料的特性，但在很深的深度處(即，在非常高的側(cè)限應(yīng)力下)或者在急劇升高的溫度下，這 些巖石可表現(xiàn)出類(lèi)似塑性摩擦材料的特性。未固結(jié)的砂和弱粘結(jié)地層從很淺的深度到很深 的深度處均表現(xiàn)為塑性摩擦材料的特性，并且這類(lèi)材料的性質(zhì)本質(zhì)上不同于表現(xiàn)為脆性破 裂特性的巖石。塑性摩擦材料在剪應(yīng)力作用下破壞，并因摩擦 性滑動(dòng)、旋轉(zhuǎn)及移位而消耗能 量。在油藏上廣泛地實(shí)施傳統(tǒng)的弱粘結(jié)沉積物的液壓擴(kuò)張以作為防砂(sandcontrol) 的手段。該過(guò)程通常被稱(chēng)為“壓裂充填”。在典型的操作中，為了形成所期望的裂縫的兩翼 結(jié)構(gòu)，在欲被壓裂的期間，在整個(gè)地層區(qū)間上對(duì)套管穿孔，并將支撐劑未負(fù)載的低凝膠處理 流體注入到地層中。隨后，處理流體中的支撐劑的負(fù)載大幅增長(zhǎng)，以產(chǎn)生裂縫的端部脫砂 (tip screen-out) 0在這種方式下，裂縫頂端不再延伸，并且裂縫和穿孔由支撐劑回填。該過(guò)程假定像傳統(tǒng)的脆性液力壓裂那樣形成了兩翼結(jié)構(gòu)。然而，這一過(guò)程未在實(shí) 驗(yàn)室或淺地域試驗(yàn)中重現(xiàn)。在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和淺地域試驗(yàn)中觀察到的是注入的流體的混亂的 幾何形態(tài)，在很多情形下顯示出井周?chē)奶幚砹黧w的空腔擴(kuò)張(cavity expansion)的伸 展、以及主體地層的變形或壓緊。由于沉積物的顆粒之間的、顯著的摩擦特性以及很弱的粘結(jié)力，弱粘結(jié)沉積物在 生產(chǎn)中表現(xiàn)出類(lèi)似塑性摩擦材料的特性。這類(lèi)材料不會(huì)“破裂”，因此，與硬脆巖石的傳統(tǒng)的 液力壓裂相比，在這些材料中不具有固有的壓裂過(guò)程。線性彈性破裂技術(shù)通常不適用于弱粘結(jié)沉積物的特性。使粘性的平直的包裹體擴(kuò) 展到弱粘結(jié)沉積物中的知識(shí)基礎(chǔ)主要來(lái)自最近十年期間的經(jīng)驗(yàn)，并且，關(guān)于粘性流體在這 些沉積物中擴(kuò)展的過(guò)程，在很大程度上仍是未知的。然而，本發(fā)明提供了使得巖土力學(xué)的液力壓裂領(lǐng)域中的技術(shù)人員能夠?qū)嵤╅_(kāi)始和 控制粘性流體在弱粘結(jié)沉積物中的擴(kuò)展的方法和系統(tǒng)10的信息。粘性流體在這些沉積物 中的擴(kuò)展過(guò)程包括減小擴(kuò)展的粘性流體40的頂端38附近的地層的應(yīng)力，促使地層12擴(kuò) 張，由此產(chǎn)生朝向這一擴(kuò)張區(qū)域的孔隙壓力梯度。由于位于前進(jìn)的粘性流體40的頂端38 處的地層12擴(kuò)張，該頂端處的孔隙壓力隨之銳減，導(dǎo)致圍繞該頂端的孔隙壓力梯度增大。包裹體36頂端38處的孔隙壓力梯度致使該頂端附近的地層12迅速液化、空腔化 (去氣)或流化。也就是說(shuō)，由于地層的強(qiáng)度、構(gòu)造以及原地應(yīng)力已被流化過(guò)程減弱，因此圍 繞頂端38的擴(kuò)張區(qū)域中的地層12表現(xiàn)出類(lèi)似流體的特性，并且地層中的這種流化區(qū)域直 接處于粘性流體40的前方，擴(kuò)展的頂端38是對(duì)粘性流體進(jìn)一步擴(kuò)展的阻力最小的平直的 路徑。系統(tǒng)10和相關(guān)的方法至少以這種方式提供了對(duì)前進(jìn)的包裹體36的方向和幾何形狀 的控制。優(yōu)選地，將粘性流體40的表現(xiàn)特性控制為確保擴(kuò)展的粘性流體不會(huì)越過(guò)流化區(qū) 域并導(dǎo)致擴(kuò)展過(guò)程失控。因此，應(yīng)控制流體40的粘度和注入流體的體積流量，以確保在包 裹體36穿過(guò)地層12擴(kuò)展的同時(shí)，使上文所述的狀態(tài)能夠維持。例如，流體40的粘度優(yōu)選為大于約100厘泊。然而，如果在系統(tǒng)10和該方法中使用泡沫流體40，則在仍保持對(duì)包裹體36的方向和幾何形狀的控制的同時(shí)可允許采用更大 范圍的粘度和注入流量。系統(tǒng)10和相關(guān)的方法適用于弱粘結(jié)沉積物的地層，與所關(guān)注的地層深度處具有 的豎直的上覆巖層應(yīng)力相比，這種弱粘結(jié)沉積物具有低的內(nèi)聚強(qiáng)度。這里，低的內(nèi)聚強(qiáng)度被 定義為不大于400磅/平方英寸(psi)外加擴(kuò)展的一深度處的平均有效應(yīng)力(P’)的0.4 倍的和。c < 400psi+0. 4p'(1)其中c為粘結(jié)強(qiáng)度，ρ’為地層12中的平均有效應(yīng)力。這種弱粘結(jié)沉積物的實(shí)例是砂和砂巖地層、泥巖、頁(yè)巖以及粉砂巖，這些材料的固 有粘結(jié)強(qiáng)度都很低。臨界狀態(tài)土壤力學(xué)有助于確定材料何時(shí)表現(xiàn)為能夠脆性破裂的粘性材 料的特性、或者材料何時(shí)主要表現(xiàn)為類(lèi)似塑性摩擦材料的特性。弱粘結(jié)沉積物的特征還在于由于缺少顆粒之間的內(nèi)聚結(jié)合，所以在很低的有效 平均應(yīng)力下具有柔軟的骨架結(jié)構(gòu)。另一方面，在因平均應(yīng)力增大而增加的負(fù)載的作用下，堅(jiān) 固且剛硬的巖石的體積不會(huì)顯著減小。在多孔彈性技術(shù)領(lǐng)域中，斯凱普頓(Skempton)B參數(shù)是與沉積物的孔內(nèi)包含的流 體相比的、沉積物所特有硬度的量度指標(biāo)。斯凱普頓B參數(shù)是平均應(yīng)力在未排水的狀態(tài)下 增高時(shí)，材料中的孔隙壓力升高的量度指標(biāo)。在剛硬的巖石中，巖石骨架可承受的平均應(yīng)力增大，因此，孔隙壓力不會(huì)升高，也 就是對(duì)應(yīng)于斯凱普頓B參數(shù)值為0或約為0的情況。但是，在松軟的土壤中，土壤骨架容易 在增大的平均應(yīng)力的作用下變形，因而，在未排水的條件下，由孔隙流體承受的平均應(yīng)力增 大(對(duì)應(yīng)于斯凱普頓B參數(shù)為1或約為1的情況)。下面的公式示出了這些參數(shù)之間的關(guān)系A(chǔ)u = BAp(2)B = (Ku-K)/(aKu)(3)a = 1-(K/KS)(4)其中Δ u為孔隙壓力的增量，B為斯凱普頓B參數(shù)，ρ為平均應(yīng)力的增量，Ku為未排 水的地層體積彈性模量，K為排水的地層體積彈性模量，α為Biot-Willis多孔彈性參數(shù)， Ks為地層顆粒的體積彈性模量。在系統(tǒng)10和相關(guān)的方法中，地層12的體積彈性模量K優(yōu) 選地小于約750，OOOpsi。對(duì)于在弱粘結(jié)沉積物中使用系統(tǒng)10和方法，斯凱普頓B參數(shù)優(yōu)選為如下B > 0. 95exp (_0· 04p，) +0. 008p，(5)系統(tǒng)10和相關(guān)的方法適用于弱粘結(jié)沉積物的地層(例如，氣密砂巖、泥巖以及頁(yè) 巖)，在這類(lèi)地層中，需要大范圍延伸的、被支撐的豎直可滲透的排放平面貫穿薄的砂質(zhì)透 鏡體(sand lenses)，并為來(lái)自地層的更大量的氣體產(chǎn)物提供排放路徑。在包含重油(粘 度> 100厘泊)、或包含通常稱(chēng)作油砂的浙青(粘度極高，其粘度> 100，000厘泊)的弱粘 結(jié)地層中，被支撐的豎直可滲透的排放平面為來(lái)自這些地層的冷采產(chǎn)物提供了排放路徑， 并允許蒸汽、溶劑、油以及熱進(jìn)入，以提高石油烴的流動(dòng)性，并由此 有助于從地層中提取烴 產(chǎn)品。在高滲透性的低粘性砂的地層中，橫向長(zhǎng)度較大的可滲透排放平面使得油藏中的壓 力(液面)下降得更低，由此減小了朝向井筒作用的流體梯度，導(dǎo)致地層中的細(xì)粒的拖延減少，使得流入井筒中的地層細(xì)粒減少。盡管本發(fā)明考慮的是可滲透的排放路徑的地層，這些排放路徑大體上側(cè)向地遠(yuǎn)離穿透地表地層(earth formation) 12的豎直或近似豎直的井筒16延伸，并大體上處于與井 筒反方向的垂直的平面中，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是本發(fā)明可在地表地層中 實(shí)施，在該地表地層中，可滲透的排放路徑和井筒可沿除豎直方向以外的方向(例如傾斜 或水平方向)延伸。而且，平直的包裹體36并非一定要用于排放，因?yàn)樵谀承┣闆r中可能 希望利用平直的包裹體來(lái)將流體注入到地層12中，用以在地層12中形成不可滲透的屏障寸。現(xiàn)在另外參考圖6，該圖中有代表性地示出了被注入到如圖3所示的環(huán)狀空間30 中的可硬化的材料28的放大的剖視圖。在該視圖中可看到，材料28可包括用于增強(qiáng)地層 12中的徑向壓應(yīng)力32的效果的多種材料的混合或組合。具體地，圖6的可硬化的材料28在其全部可硬化的材料基質(zhì)44中包括可膨脹的 材料42的顆?；蚣?xì)粒(granule)?？膳蛎浀牟牧?2可以是在被特定的流體接觸時(shí)膨脹(體 積增大)的類(lèi)型。公知地，可膨脹的材料在存在油、水或氣體的情況下膨脹。在美國(guó)第3385367和 7059415號(hào)專(zhuān)利中、以及公開(kāi)號(hào)為2004-0020662的美國(guó)公開(kāi)申請(qǐng)中描述了一些適合的可膨 脹的材料，這些專(zhuān)利和專(zhuān)利申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)援引而結(jié)合在本文中?？膳蛎浀牟牧峡删哂邢喈?dāng)大的由空腔構(gòu)成的部分，這些部分在地面條件下是收縮 或塌陷的。隨后，當(dāng)材料被放置在處于較高壓力的井中時(shí)，由于這些空腔充滿(mǎn)流體而使材料 膨脹。在需要?dú)怏w(而非油或水)存在的情況下使材料膨脹時(shí)，可使用這種類(lèi)型的設(shè)備 和方法。在國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/N02005/000170(國(guó)際公開(kāi)號(hào)為W02005/116394)的國(guó)際申 請(qǐng)中描述了一種適合的可膨脹的材料，該國(guó)際申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)援引而結(jié)合在本文 中。在系統(tǒng)10和相關(guān)的方法中可使用任何類(lèi)型的可膨脹的材料、任何用于觸發(fā)可膨 脹材料的膨脹的流體、以及任何使可膨脹的材料膨脹的方法。優(yōu)選地，材料42在被注入到環(huán)狀空間30中之后膨脹，但是該材料也可在注入操作 之前和注入期間膨脹。材料42在環(huán)狀空間30中的這種膨脹通過(guò)促使井筒徑向向外擴(kuò)張而 起到增大圍繞井筒14的地層12中的徑向壓應(yīng)力32的作用。優(yōu)選地，在材料42完全地(或者至少基本上完全地)膨脹到其最大程度之后，基 質(zhì)44變得基本上為剛性。在這種方式下，環(huán)狀空間30中的材料42所產(chǎn)生的體積增長(zhǎng)被 “俘獲”在該環(huán)狀空間內(nèi)，以便在執(zhí)行該方法中的后續(xù)步驟時(shí)維持地層12中的增大的壓應(yīng)力 32。上述的系統(tǒng)10和相關(guān)的方法可用于新井的或現(xiàn)有的井。例如，現(xiàn)有的井可具有已 安置在井筒14中的套管16和密封材料18。當(dāng)需要時(shí)，可形成穿孔22來(lái)注入可硬化的材料 28，并且隨后可形成穿孔34來(lái)注入流體40并使包裹體36擴(kuò)展。現(xiàn)在另外參考圖7至圖9，這些圖中有代表性地示出了系統(tǒng)10和方法的替代性的 構(gòu)造。這種替代性的構(gòu)造尤其適用于現(xiàn)有的井，但如需要的話也可用于新井。如圖7所示，形成貫穿套管、密封材料并進(jìn)入到地層12中的徑向擴(kuò)大的空腔50來(lái)代替將套管16和密封材料18穿孔?？赏ㄟ^(guò)擴(kuò)孔或任何其它合適的方法來(lái)形成空腔50。隨后，將套筒52橫跨空腔50設(shè)置在套管16中。在套筒52每一端上的密封件 54(例如，杯形填密件、金屬膨脹而成的金屬密封件等)提供了壓力隔離。
隨后，將可硬化的材料28注入到套筒52外部的空腔50中。為此目的，套筒52可 配設(shè)有端口、閥等，以允許材料28從套管16的內(nèi)部流入空腔50中，并隨后在該材料變硬和 /或膨脹(如上文所述)時(shí)將該材料保持于空腔中。在這種方式下，將增大的徑向壓應(yīng)力 32傳遞到圍繞空腔50的地層12。在圖8中，示出了形成貫穿套筒52及環(huán)狀空間30并進(jìn)入地層12中的穿孔34之 后的系統(tǒng)10和方法。要注意到在該替代性的構(gòu)造中，由于環(huán)狀空間30并不位于環(huán)狀空間 20的外部(如同上文所述的圖4的構(gòu)造)，所以穿孔34并不延伸穿過(guò)環(huán)狀空間20中的密 封材料18?？墒褂蒙衔乃龅纳淇灼?4或其它任何方法(例如，水力噴射切割、鉆孔、線性 爆炸裝填物等)來(lái)形成穿孔34。在圖9中，示出了當(dāng)流體經(jīng)由穿孔34被泵出并注入到地層12中從而使包裹體36 擴(kuò)展到地層中時(shí)的系統(tǒng)10和方法。這一步驟與上文中與圖5的構(gòu)造相關(guān)的描述基本上相 同。現(xiàn)在另外參考圖10至圖12，這些圖中有代表性地示出了系統(tǒng)10和相關(guān)的方法的 另一種替代性的構(gòu)造。這種構(gòu)造在很多方面與圖7至圖9的構(gòu)造類(lèi)同，類(lèi)同之處在于形成 了貫穿套管16和密封材料18的徑向擴(kuò)大的空腔50。然而，圖10至圖12的構(gòu)造使用特別構(gòu)建的可膨脹的套筒組件56來(lái)代替穿孔34 開(kāi)始形成包裹體36。圖10中示出了套筒組件56的剖視圖。在該視圖中可看到，在這一構(gòu) 造中套筒52在裂口 58處分裂開(kāi)，并且在該裂口的每一側(cè)上徑向向外延伸有延伸部60。依據(jù)本發(fā)明的原理，可使用其它的套筒52和延伸部60的構(gòu)造。在美國(guó)第6991037、 6792720、6216783、6330914、6443227、6543538 號(hào)專(zhuān)利中、以及 2006 年 12 月 14 日提交的申 請(qǐng)?zhí)枮?1/610819的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中描述了一些合適的構(gòu)造。這些專(zhuān)利和專(zhuān)利申請(qǐng)的全部 公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)援引而結(jié)合在本文中?？墒褂霉螐椈尚推钠?2將延伸部60偏置到空腔50中。在圖11中，示出了 在形成空腔50之后安置在套管16中的套筒組件56。要注意到偏心器62的作用是將延伸 部60向外移位到空腔50中。隨后，如上文所述地將可硬化的材料28注入到空腔50中。由此，增大的徑向壓應(yīng) 力32被傳遞到地層12。在圖12中，示出了在流體40經(jīng)由延伸部60之間的裂口 58被泵出并注入到地層 12中從而朝向地層徑向向外地?cái)U(kuò)展出包裹體36時(shí)的系統(tǒng)10。如上文所結(jié)合的專(zhuān)利和專(zhuān)利 申請(qǐng)中所述，套筒52可在泵入流體40之前和/或期間徑向向外擴(kuò)張，以便擴(kuò)大裂口 58和 /或進(jìn)一步增大地層12中的徑向壓應(yīng)力32。需注意到，在圖10至圖12的構(gòu)造中，不需要利用穿孔34來(lái)使包裹體36開(kāi)始擴(kuò) 展。作為替代，帶有徑向向外延伸的延伸部60的可擴(kuò)張的套筒52提供了一種在泵入流體 40之前和/或期間去除地層12中的切向應(yīng)力33來(lái)使包裹體36開(kāi)始形成的手段。此外，盡 管圖12中僅示出了一個(gè)包裹體36，但依據(jù)本發(fā)明的原理，可向地層12中擴(kuò)展任意數(shù)量的包裹體。
系統(tǒng)10和相關(guān)的方法可用于建造氣井、油井或重油井、用于周期性蒸汽注入、用于注水井、水源井、處理井(disposal well)、煤層氣井(coal bedmethane well)、地?zé)峋?者任何其它類(lèi)型的井。井可以是在執(zhí)行上述的方法之前已存在的井(例如，用于產(chǎn)烴操作， 包括在井筒與地層之間產(chǎn)出和/或注入流體)。該方法可在一口井中多次執(zhí)行、以及在該井中的不同的位置處執(zhí)行。例如，可沿著 井筒14在一個(gè)位置處形成第一組(一個(gè)或多個(gè))包裹體36，隨后可沿著井筒在另一個(gè)位置 處形成另一組(一個(gè)或多個(gè))包裹體等。對(duì)于圖7至圖12的構(gòu)造，可能有利的是，首先在 井筒14的最下部位置處形成包裹體36，隨后在逐漸變淺的位置處形成任何其他的包裹體?，F(xiàn)在可全面地理解的是，上文詳細(xì)的描述提供的系統(tǒng)10和相關(guān)的方法用于在地 層12中形成至少一個(gè)大體平直的包裹體36。該方法可包括如下步驟通過(guò)將材料28注入 到位于井筒與加襯于該井筒的套管16之間的環(huán)狀空間30中，使井筒14在地層12中擴(kuò)張； 通過(guò)該擴(kuò)張步驟使地層12中的壓應(yīng)力32增大；隨后將流體40注入到地層12中，從而沿增 大的壓應(yīng)力32的方向形成包裹體36。增大的壓應(yīng)力32的方向可以是相對(duì)于井筒14的徑向方向。該方法可進(jìn)一步包括 減小地層12中的沿相對(duì)于井筒14的切向的應(yīng)力33的步驟。該減小應(yīng)力的步驟可包括形 成至少一個(gè)延伸到地層12中的穿孔34。該擴(kuò)張步驟中的材料28可以是可硬化的材料。在可硬化的材料28中可包括可膨 脹的材料42。該擴(kuò)張步驟中的環(huán)狀空間30可位于井筒14與圍繞套管16的密封材料18之間。地層12可包括弱粘結(jié)沉積物。地層12可具有小于約750，OOOpsi的體積彈性模量。流體注入步驟可包括減小包裹體36的頂端38處的地層12中的孔隙壓力。流體 注入步驟可包括增大包裹體36的頂端38處的地層12中的孔隙壓力梯度。流體注入步驟 可包括使包裹體36頂端38處的地層12流化。流體注入步驟中的流體40的粘度可大于約100厘泊。地層12的粘結(jié)強(qiáng)度可以為小于400磅/平方英寸外加該地層在包裹體36的一深 度處的平均有效應(yīng)力(P，)的0. 4倍。地層12可具有大于0. 95exp (-0. 04p，)+0. 008p，的 斯凱普頓B參數(shù)，其中ρ’為包裹體36的一深度處的平均有效應(yīng)力。流體注入步驟可包括在地層12中同時(shí)形成多個(gè)包裹體36。流體注入步驟可包括 在地層12中形成與正交的平面大致對(duì)齊的四個(gè)包裹體36。井筒可用于從地層12產(chǎn)出和注入到地層12的兩種作業(yè)中的至少一種，以在擴(kuò)張 步驟之前進(jìn)行產(chǎn)烴操作。例如，在使用上述的系統(tǒng)10和方法之前，該井可以是已有的天然 氣井，或者可以在加強(qiáng)的回收作業(yè)中產(chǎn)烴或注入流體。前文的詳細(xì)說(shuō)明還提供了一種在地層12中形成至少一個(gè)大體平直的包裹體36的 方法，該方法包括如下步驟通過(guò)將材料28注入到位于井筒與加襯于該井筒的套管16之間 的環(huán)狀空間30中，使井筒14在地層中擴(kuò)張；減小地層12中的沿相對(duì)于井筒14的切向的應(yīng) 力33 ；以及隨后將流體40注入到地層12中，由此沿垂直于減小的切向應(yīng)力33的方向形成 包裹體36。前文的詳細(xì)說(shuō)明進(jìn)一步提供了一種在地層12中形成至少一個(gè)大體平直的包裹體36的方法，該方法包括如下步驟通過(guò)將材料28注入到位于地層與安置在加襯于井筒14的套管16中的套筒52之間的環(huán)狀空間30中，使地層12中的壓應(yīng)力32增大；以及隨后將 流體40注入到地層12中，由此沿增大的壓應(yīng)力32的方向形成包裹體36。
無(wú)庸置疑，本領(lǐng)域技術(shù)人員在仔細(xì)地考量以上對(duì)本發(fā)明的有代表性的實(shí)施例的說(shuō) 明之后，將容易理解到的是，可對(duì)這些具體實(shí)施例進(jìn)行各種修改、添加、替換、刪除以及其它 的改變，并且這些變化均包含于本發(fā)明的原理的范圍內(nèi)。因此，前文的詳細(xì)描述僅是通過(guò)說(shuō) 明和例舉的方式給出以便于清楚地理解，本發(fā)明的原理和范圍則僅由隨附的權(quán)利要求及其 等同內(nèi)容所限定。
權(quán)利要求
一種在地層中形成至少一個(gè)大體平直的包裹體的方法，該方法包括如下步驟通過(guò)將一材料注入到位于井筒與加襯于該井筒的套管之間的環(huán)狀空間中，使所述井筒在所述地層中擴(kuò)張；通過(guò)上述擴(kuò)張步驟使所述地層中的壓應(yīng)力增大；以及隨后將一流體注入到所述地層中，由此沿增大的所述壓應(yīng)力的方向形成所述包裹體。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中增大的所述壓應(yīng)力的方向?yàn)橄鄬?duì)于所述井筒的徑向 方向。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括減小所述地層中的沿相對(duì)于所述井筒的切向的應(yīng) 力的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中上述減小應(yīng)力的步驟還包括形成至少一個(gè)延伸到所 述地層中的穿孔。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述擴(kuò)張步驟中的所述材料包括可硬化的材料。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述擴(kuò)張步驟中的所述材料包括可膨脹的材料。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述擴(kuò)張步驟中的所述環(huán)狀空間位于所述井筒與圍 繞所述套管的密封材料之間。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述地層包括弱粘結(jié)沉積物。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述地層具有小于約750，OOOpsi的體積彈性模量。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述流體注入步驟還包括減小所述包裹體的頂端 處的地層中的孔隙壓力。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述流體注入步驟還包括增大所述包裹體的頂端 處的地層中的孔隙壓力梯度。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述流體注入步驟還包括使所述包裹體頂端處的 地層流化。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述流體注入步驟中的流體的粘度大于約100厘泊。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述地層的粘結(jié)強(qiáng)度小于400磅/平方英寸加所述 地層在所述包裹體的深度處的平均有效應(yīng)力的0. 4倍。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述地層具有大于0.95exp (-0. 04p’)+0. 008p’的 斯凱普頓B參數(shù)，其中ρ’為所述包裹體的深度處的平均有效應(yīng)力。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述流體注入步驟還包括在所述地層中同時(shí)形成 多個(gè)包裹體。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述流體注入步驟還包括在所述地層中形成與正 交的平面大致對(duì)齊的四個(gè)包裹體。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述井筒用于執(zhí)行從所述地層產(chǎn)出和注入到所述 地層中的至少一種作業(yè)，以在擴(kuò)張步驟之前進(jìn)行產(chǎn)烴操作。
19.一種在地層中形成至少一個(gè)大體平直的包裹體的方法，該方法包括如下步驟通過(guò)將一材料注入到位于井筒與加襯于該井筒的套管之間的環(huán)狀空間中，使所述井筒 在所述地層中擴(kuò)張；減小所述地層中的沿相對(duì)于所述井筒的切向的應(yīng)力；以及隨后將流體注入到所述地層中，由此沿垂直于減小的所述切向應(yīng)力的方向形成所述包裹體。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述減小應(yīng)力步驟還包括形成至少一個(gè)延伸到所 述地層中的穿孔。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，還包括通過(guò)上述擴(kuò)張步驟使所述地層中的壓應(yīng)力增大 的步驟。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，所述增大的壓應(yīng)力的方向?yàn)橄鄬?duì)于所述井筒的徑向方向。
23.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述擴(kuò)張步驟中的所述材料包括可硬化的材料。
24.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述擴(kuò)張步驟中的所述材料包括可膨脹的材料。
25.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述擴(kuò)張步驟中的環(huán)狀空間位于所述井筒與圍繞 所述套管的密封材料之間。
26.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述地層包括弱粘結(jié)沉積物。
27.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述地層具有小于約750，OOOpsi的排水的體積彈 性模量。
28.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述流體注入步驟還包括減小所述包裹體頂端處 的地層中的孔隙壓力。
29.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述流體注入步驟還包括增大所述包裹體頂端處 的地層中的孔隙壓力梯度。
30.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述流體注入步驟還包括使所述包裹體頂端處的 地層流化。
31.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述流體注入步驟中的流體的粘度大于約100厘泊。
32.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述地層的粘結(jié)強(qiáng)度小于400磅/平方英寸加所 述地層在所述包裹體的深度處的平均有效應(yīng)力的0. 4倍。
33.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述地層具有大于0.95eXp(-0.04p，)+0.008ρ， 的斯凱普頓B參數(shù)，其中ρ’為所述包裹體的深度處的平均有效應(yīng)力。
34.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述流體注入步驟還包括在所述地層中同時(shí)形成 多個(gè)包裹體。
35.一種在地層中形成至少一個(gè)大體平直的包裹體的方法，該方法包括如下步驟 通過(guò)將一材料注入到位于所述地層與安置在加襯于一井筒的套管中的套筒之間的環(huán)狀空間中，使所述地層中的壓應(yīng)力增大；以及隨后將流體注入到所述地層中，由此沿增大的所述壓應(yīng)力的方向形成所述包裹體。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中增大的所述壓應(yīng)力的方向?yàn)橄鄬?duì)于所述井筒的徑 向方向。
37.如權(quán)利要求35所述的方法，還包括減小所述地層中的沿相對(duì)于所述井筒的切向方 向的應(yīng)力。
38.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述擴(kuò)張步驟中的所述材料包括可硬化的材料。
39.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述擴(kuò)張步驟中的所述材料包括可膨脹的材料。
40.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述地層包括弱粘結(jié)沉積物。
41.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述地層具有小于約750，OOOpsi的體積彈性模量。
42.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述流體注入步驟還包括減小所述包裹體的頂端 處的地層中的孔隙壓力。
43.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述流體注入步驟還包括增大所述包裹體的頂端 處的地層中的孔隙壓力梯度。
44.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述流體注入步驟還包括使所述包裹體的頂端處 的地層流化。
45.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述流體注入步驟中的流體的粘度大于約100厘泊。
46.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述地層的粘結(jié)強(qiáng)度小于400磅/平方英寸加所 述地層在所述包裹體的深度處的平均有效應(yīng)力的0. 4倍。
47.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述地層具有大于0.95exp (-0. 04p，) +0. 008p’ 的斯凱普頓B參數(shù)，其中ρ’為所述包裹體的深度處的平均有效應(yīng)力。
48.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述流體注入步驟還包括在所述地層中同時(shí)形成 多個(gè)包裹體。
全文摘要
井內(nèi)注入平面的開(kāi)始。一種在地層中形成至少一個(gè)大體平直的包裹體的方法包括如下步驟通過(guò)將一材料注入到位于井筒與加襯于該井筒的套管之間的環(huán)狀空間中，使井筒在地層中擴(kuò)張；通過(guò)該擴(kuò)張步驟使地層中的壓應(yīng)力增大；以及隨后將一流體注入到地層中，從而沿增大的壓應(yīng)力的方向形成包裹體。另一種方法包括如下步驟通過(guò)將一材料注入到位于井筒與加襯于該井筒的套管之間的環(huán)狀空間中，使井筒在地層中擴(kuò)張；減小地層中的沿相對(duì)于井筒的切向的應(yīng)力；以及隨后將一流體注入到地層中，從而沿垂直于減小的切向應(yīng)力的方向形成包裹體。
文檔編號(hào)E21B43/26GK101842550SQ200880101404
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日
發(fā)明者斯科特·F·溫多夫, 格蘭特·霍金, 特拉維斯·W·卡萬(wàn)德, 羅杰·L·舒爾茨 申請(qǐng)人:哈利伯頓能源服務(wù)公司;格蘭特·霍金