用于替代流动通道砾石充填的封隔器和用于完成井筒的方法

用于替代流动通道砾石充填的封隔器和用于完成井筒的方法
【专利摘要】用于完成井筒的设备和方法，其包括提供具有内心轴、沿内心轴的替代流动通道以及内心轴外部的密封元件的封隔器，包括将封隔器连接至管状体，随后将封隔器和连接的管状体下入井筒。在一方面，封隔器和连接的管状体可沿井筒的裸眼井部分被放置。管状体可以为砂滤器，砂滤器包括中心管、周围过滤介质和替代流动通道。该方法包括坐封封隔器并将砾石砂浆注入在管状体和周围井筒之间形成的环形区域，并且随后进一步通过替代流动通道注入砾石砂浆，以允许砾石砂浆至少部分地绕过封隔器的密封元件。
【专利说明】用于替代流动通道砾石充填的封隔器和用于完成井筒的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2010年12月17日提交的美国临时申请61/424，427的权益。
【背景技术】
[0003]此章节意欲介绍可与本公开的示例性实施方式有关的本领域的各个方面。相信本讨论有助于对促进本公开的具体方面的更好理解提供框架。因此，应当理解，应该以这个角度阅读本章节，并且不必承认是现有技术。
【技术领域】
[0004]本公开涉及完井领域。更具体地，本发明涉及与利用砾石充填已经完成的井筒有关的地层的隔离。本申请也涉及井下封隔器，其可在下套管井或裸眼井筒的任一个内被坐封(set),并且其合并Alternate Path?技术。
[0005]技术讨论
[0006]在油井和气井的钻孔中，利用在钻柱的下端处被向下推进的钻头形成井筒。在钻至预定深度后，钻柱和钻头被去除并且用套管柱对井筒衬住。因而，环形区域在套管柱和地层之间形成。通常进行注水泥操作，以便用水泥填充或“挤压”环形区。水泥和套管的组合增强了井筒并便于隔离套管后的地层。
[0007]将几个具有逐渐变小的外径的套管柱放入井筒是常见的。在钻孔以及随后将逐渐变小的套管柱注水泥的过程被重复几次，直到该井已经到达总深度。被称为生产套管的最终的套管柱在合适的位置被固结并被穿孔。在一些例子中，最终的套管柱是衬管(liner)，即，不回接至地面的套管柱。
[0008]作为完井过程的一部分，井口装置被安装在地面上。井口装置控制采出液至地面的流动或流体至井筒的注入。也提供了流体收集和处理设备诸如管、阀门和分离器。随后可开始生产操作。
[0009]有时期望使井筒的底部敞开。在裸眼井完井中，生产套管未延伸通过生产层并穿孔；而是，保持生产层未下套管，或“敞开”。生产套管(production string)或“管道(tubing)”随后被放置在井筒内部，所述井筒在最后的套管柱下方向下延伸并跨过地下地层。
[0010]裸眼井完井与下套管完井相比具有一些优点。第一，因为裸眼井完井没有射孔孔道，所以地层流体可360度径向会聚在井筒上。这有助于消除与会聚径向流动和随后的通过颗粒填充的射孔孔道的线性流动相关的额外压降。与裸眼井完井相关的降低的压降实际上保证了它将比在相同地层中未采取增产措施的下套管井更多产。
[0011]第二，裸眼井技术通常没有下套管完井昂贵。例如，使用砾石充填消除了对于注水泥、穿孔和穿孔后清井操作的需要。
[0012]裸眼井完井中的常见问题是井筒直接暴露于周围地层。如果该地层是疏松的或严重砂质的，则采出液进入井筒的流动可随着它携带地层砂粒，例如,砂和细粒。这些颗粒可对井下生产设备以及地面上的管子、阀门和分离设备有腐蚀性。
[0013]为了控制砂和其它颗粒的侵入，可使用防砂装置。防砂装置通常穿过地层安装在井下，以截留大于某一直径的固体物质，同时允许流体被采出。防砂装置通常包括细长管状体，其称为中心管，具有很多割缝开口。随后，中心管通常用过滤介质诸如筛网或金属丝网缠绕。
[0014]为了放大防砂装置，特别是在裸眼井完井中，通常安装砾石充填。砾石充填井涉及在防砂装置被悬挂或以其它方式被放置在井筒内之后，在防砂装置周围放置砾石或其它颗粒物。为了安装碌石充填，颗粒材料通过携带液被输送至井下。含有碌石的携带液一起形成砾石砂浆。该砂浆在合适的位置干燥，留下砾石的环形充填。砾石不仅有助于颗粒过滤，而且帮助保持地层完整。
[0015]在裸眼井砾石充填完井中，砾石被放置在包围穿孔的中心管的砂滤器和井筒的周围壁之间。在采出期间，地层流体从地下地层流动通过砾石、通过滤器，并进入内部中心管。因此，该中心管用作生产套管的一部分。
[0016]在历史上砾石-充填遇到的问题是在传输过程中携带液从砂浆中的无意损失可导致在沿裸眼井层段的不同位置形成过早的砂桥或砾石桥。例如，在倾斜的生产层段或具有增大的或不规则的井眼的层段中，由于过早的携带液从砾石砂浆损失进入地层，可出现砾石的不良分布。过早的砂桥可阻断砾石砂浆的流动，造成沿着完井层段形成空隙。因此，未实现从底部到顶部的完全砾石充填，使得井筒受到砂和细粒渗入。
[0017]砂桥的问题已经通过使用Alternate path?技术或“APT”得到解决。Alternate path?技术使用分流管(或分流器)，其允许砾石砂浆沿井筒绕过选择区。这种Alternate Path 技术在例如名称为 “Tool for Blocking Axial Flow in Gravel-PackedWell Annulus”的美国专利号 5，588，487 和名称为“Wellbore Method and Apparatus forCompletion, Production, and Injection” 的美国专利号 7,938，184 中进行了描述。讨论旁通技术的其它参考文献包括美国专利号4，945，991 ;美国专利号5，113，935 ;美国专利号7，661，476 ;和 M.D.Barry 等，“Open-hole Gravel Packing with Zonal Isolation，，，SPEPaper Nol10，460(2007 年 11 月)。
[0018]控制砂和细粒流入井筒中的砾石充填的效果是众所周知的。但是，有时也期望裸眼井完井沿井筒的裸眼井部分隔离所选择的层段，以便控制流体的流入。例如，关于可冷凝烃的采出，水有时可侵入层段。这可能由于天然水层、锥进(近井的烃-水接触的上升)、高渗透薄夹层(streak)、天然裂缝的存在或来自注入井的指进。取决于水产生的机制或目标，可在井的使用期限中，在不同的位置和时期中产生水。类似地，油储层上方的气顶可膨胀和突破，造成气体与油一起产生。气体突破减小了气顶驱动并抑制油生产。
[0019]在这些和其它例子中，期望将层段封隔免于地层流体进入井筒的生产。也可期望环形层位封隔用于生产分配、生产/注入流体剖面(profile)调整、选择性增产或水或气体控制。但是，由于管下扩眼井区、冲蚀区、较高的压力差、频繁的压力循环和不规则井眼大小，裸眼封隔器的设计和安装是非常有问题的。另外，因为由于压力下降和损耗，水/气锥进潜力经常在油田的开采期限后期增加，所以层位封隔的寿命是考虑因素。
[0020]因此，对于改进的防砂系统存在需要，所述防砂系统提供用于绕过封隔器的砾石放置的绕过技术。进一步对于封隔器组合件存在需要，所述封隔器组合件提供沿裸眼井筒的所选择的地下层段的隔离。进一步地，对于这样的封隔器存在需要，所述封隔器利用替代通道，并且在任何砾石被放置在密封元件周围前，对裸眼井筒提供液压密封。

【发明内容】

[0021]本文首先提供特别设计的井下封隔器。井下封隔器可用于密封管状体和周围裸眼井筒之间的环形区域。井下封隔器可沿一系列防砂装置放置，并在砾石充填操作开始前坐封。
[0022]在一个实施方式中，井下封隔器包括内心轴。内心轴限定细长管状体。另外，井下封隔器具有至少一个沿内心轴的替代流动通道。进一步地，井下封隔器具有在内心轴外部的密封元件。密封元件在内心轴周围圆周上存在。
[0023]井下封隔器进一步包括可移动的活塞壳。活塞壳最初保持在内心轴周围。活塞壳在第一端处具有承压面，并被可操作地连接至密封元件。活塞壳可被释放并被引起沿内心轴移动。活塞壳的移动促使密封元件与周围裸眼井筒接合。
[0024]优选地，井下封隔器进一步包括活塞心轴。活塞心轴被放置在内心轴和周围活塞壳之间。环带被保持在内心轴和活塞心轴之间。环带有益地用作通过封隔器的至少一个替代流动通道。
[0025]井下封隔器也可包括一个或多个流动孔。流动孔在替代流动通道和活塞壳的承压面之间提供流体连通。流动孔对井筒内的流体静压力力敏感。
[0026]在一个实施方式中，井下封隔器也包括分离套筒。分离套筒沿内心轴的内表面存在。进一步地，井下封隔器包括释放键(release key)。释放键被连接至分离套筒。释放键在其中释放键接合并保持可移动的活塞壳在合适位置的保持位置至其中释放键脱离活塞壳的释放位置之间是可移动的。当被脱离时，绝对压力对抗活塞壳的承压面并移动活塞壳，以启动S封兀件。
[0027]在一方面，井下封隔器也具有至少一个剪切销钉。所述至少一个剪切销钉可以为一个或多个调节螺钉。剪切销钉或多个剪切销钉可释放地将分离套筒连接至释放键。当坐封工具沿内心轴向上被拉动并且滑动分离套筒时，剪切销钉或多个剪切销钉被剪切。
[0028]在一个实施方式中，井下封隔器也具有对中装置。对中装置可响应封隔器或密封机构的操纵为可操作的，或在其它实施方式中独立于操作封隔器或密封机构为可操作的。
[0029]在本文中也提供了用于完成井筒的方法。井筒可包括作为裸眼井完成的下部部分。在一方面，方法包括提供封隔器。封隔器可与上述封隔器一致。例如，封隔器将具有内心轴、在内心轴周围的替代流动通道，和在内心轴外部的密封元件。密封元件优选为弹性杯型元件。
[0030]方法也包括将封隔器连接至管状体，并随后将封隔器和连接的管状体下入井筒。封隔器和连接的管状体沿井筒的裸眼井部分放置。优选地，管状体为砂滤器，砂滤器包括中心管、周围过滤介质和替代流动通道。可选地，管状体可以是包括替代流动通道的无眼管。替代流动通道可在过滤介质或无眼管的内部或外部，根据具体情况而定。
[0031]砂滤器的中心管可由多个单根管组成。例如，封隔器可在中心管的多个单根管中的两个之间被连接。[0032]该方法也包括坐封封隔器。这通过促使封隔器的密封元件与井筒的周围裸眼井部分接合完成。作为可选的，封隔器可沿套管的非穿透单根管坐封。此后，该方法包括将砾石砂浆注入在管状体和周围井筒之间形成的环形区域，并且随后通过替代流动通道进一步注入砾石砂浆，以允许砾石砂浆绕过密封元件。以此方式，井筒的裸眼井部分在封隔器下方被砾石充填。在一方面，在封隔器已经被完全坐封在裸眼井筒中之后，井筒在封隔器的上方和下方被砾石充填。
[0033]在本文的一个实施方式中，封隔器为第一机械坐封封隔器，其为封隔器组合件的一部分。在该例子中，封隔器组合件可包括根据第一封隔器构造的第二机械坐封封隔器。通过替代流动通道进一步注入砾石砂浆的步骤允许砾石砂浆绕过封隔器组合件的密封元件，以使在第一和第二机械坐封封隔器已经被坐封在井筒内之后，井筒的裸眼井部分在封隔器组合件的上方和下方被砾石充填。
[0034]该方法可进一步包括将坐封工具下入封隔器的内心轴，并将可移动的活塞壳从它的保持位置释放。随后，该方法包括通过一个或多个流动孔将流体静压力传递至活塞壳。传递流体静压力移动释放的活塞壳并促使密封元件抵靠周围井筒。
[0035]优选坐封工具是用于砾石充填的冲洗管的一部分。在该例子中，下入坐封工具包括将冲洗管下入封隔器的内心轴内的孔，冲洗管在其上具有坐封工具。随后，将可移动的活塞壳从它的保持位置释放的步骤包括沿内心轴拉动具有坐封工具的冲洗管。分离套筒移动以剪切至少一个剪切销钉并使分离套筒移位。这进一步用来解除至少一个释放键，并释放活塞冗。
[0036]该方法也可包括沿井筒的裸眼井部分的至少一个层段采出烃流体。
【专利附图】

【附图说明】
[0037]为了其中本发明可以被更好理解的方式，某些图解、图表和/或流程图被附于此。但是，应该注意，附图仅图示了所选择的本发明的实施方式，并且因此不应认为限制范围，因为本发明可允许其它等价有效的实施方式和应用。
[0038]图1为例证性井筒的横截面视图。该井筒已经钻过三个不同的地下层段，每个层段处于地层压力下并且含有流体。
[0039]图2为图1的井筒的裸眼井完井的放大横截面视图。更清楚地可见在三个例证性层段的深度处的裸眼井完井。
[0040]图3A为在一个实施方式中的封隔器组合件的横截面侧视图。在这里，显示具有周围封隔器元件的中心管。两个机械坐封封隔器以间隔开的关系显示。
[0041]图3B为图3A的封隔器组合件的横截面视图，其沿图3A的线3B-3B截取。分流管见于封隔器组合件内。
[0042]图3C为在可选实施方式中的图3A的封隔器组合件的横截面视图。代替分流管，可见输送管在中心管周围汇聚(manifolded)。
[0043]图4A为图3A的封隔器组合件的横截面侧视图。这里，防砂装置或砂滤器已经被放置在封隔器组合件的相对端上。防砂装置使用外部分流管。
[0044]图4B提供了图4A的封隔器组合件的横截面视图，其沿图4A的线4B-4B截取。看到分流管在砂滤器的外部，以为颗粒砂浆提供可选的流动路径。[0045]图5A为图3A的封隔器组合件的另一个横截面侧视图。这里，防砂装置或砂滤器已经被再次放置在封隔器组合件的相对端上。但是，防砂装置利用内部分流管。
[0046]图5B提供了图5A的封隔器组合件的横截面视图，其沿图5A的线5B-5B截取。分流管见于砂滤器内，以为颗粒砂浆提供可选的流动路径。
[0047]图6A为图3A的机械坐封封隔器之一的横截面侧视图。机械坐封封隔器位于其下入位置。
[0048]图6B为图3A的机械坐封封隔器的横截面侧视图。这里，机械坐封封隔器元件位于其坐封位置。
[0049]图6C为图6A的机械坐封封隔器的横截面视图。该视图沿图6A的线6C-6C截取。
[0050]图6D为图6A的机械坐封封隔器的横截面视图。该视图沿图6B的线6D-6D截取。
[0051]图6E为图6A的机械坐封封隔器的横截面视图。该视图沿图6A的线6E-6E截取。
[0052]图6F为图6A的机械坐封封隔器的横截面视图。该视图沿图6B的线6F-6F截取。
[0053]图7A为图6A的释放键的放大视图。释放键位于沿内心轴的其下入位置。剪切销钉还未被剪切。
[0054]图7B为图6B的释放键的放大视图。剪切销钉已经被剪切，并且释放键已经从内心轴落下。
[0055]图7C为可用于闭锁分离套筒上并且从而剪切释放键内的剪切销钉的坐封工具的透视图。
[0056]图8A至8J显示了在一个实施方式中利用本发明的封隔器组合件之一的砾石充填过程的阶段。提供通过封隔器组合件的封隔器元件并通过防砂装置的替代流动路径通道。
[0057]图8K显示了在完成图8A至SN的砾石充填过程后已经被坐封在裸眼井筒中的封隔器组合件和砾石充填。
[0058]图9A为图2的裸眼井完井的中间层段的横截面视图。这里，跨式双封隔器(straddle packer)已经被放置在跨过中间层段的防砂装置中，以防止地层流体的流入。
[0059]图9B为图2的裸眼井完井的中间和下部层段的横截面视图。这里，堵塞器已经被放置在中间和下部层段之间的封隔器组合件内，以防止地层流体从下部层段向上流动至井筒。
[0060]图10为流程图，其显示了在一个实施方式中可与完成裸眼井筒的方法一起实施的步骤。
[0061]图11为流程图，其提供了在一个实施方式中坐封封隔器的方法的步骤。封隔器被坐封在裸眼井筒中，并包括替代流动通道。
[0062]一些实施方式的详述
[0063]定义
[0064]如本文使用，术语“烃”指主要包括一如果不是排它地一元素氢和碳的有机化合物。烃通常分为两类:脂肪族或直链烃和环状的或闭环烃，包括环萜。含烃物质的实例包括天然气、油、煤和可用作燃料或提高品质为燃料的浙青的任意形式。
[0065]如本文使用，术语“烃流体”指气体或液体的烃或烃的混合物。例如，烃流体可包括在形成条件下、在处理条件下或在环境条件下(15° C和I个大气压)气体或液体的烃或烃的混合物。烃流体可包括例如油、天然气、煤床甲烷、页岩油、热解油、裂解气、煤的热解产物和气态或液态的其它烃。
[0066]如本文使用，术语“流体”指气体、液体和气体的组合，也指气体和固体的组合以及液体和固体的组合。
[0067]如本文使用，术语“地下”指地球表面以下存在的地质层。
[0068]术语“地下层段”是指地层或地层的一部分，其中地层流体可存在。流体可以是例如烃液、烃气、水性流体或者其组合。
[0069]如本文所用，术语“井筒”是指通过钻入地下或将管道插入地下而在地下形成的孔眼。井筒可具有基本上圆形的横截面或其它横截面形状。如本文所用，术语“井”当指地层中的开口时可与术语“井筒”互换使用。
[0070]术语“管状元件”是指任何管子，诸如一节套管、衬管的一部分或短节。
[0071]术语“防砂装置”意指任何细长管状体，其允许流体流入内孔或中心管，同时过滤掉来自周围地层的预定尺寸的砂、细粒和粒状碎屑。
[0072]术语“替代流动通道”意指这样的歧管和/或分流管的任何集合，其提供经过或围绕井下工具诸如封隔器的流体连通，以允许砂浆绕过封隔器或者环形区域内任何过早的砂桥，并且在工具的下方，或工具的上方以及下方继续砾石充填。
[0073]【具体实施方式】描述
[0074]在本文中，连同一些【具体实施方式】描述本发明。但是，就以下详述针对【具体实施方式】或具体使用而言，这意欲仅为例证性的，并且不应该解释为限制本发明的范围。
[0075]也连同各个图描述本发明的某些方面。在一些图中，附图页的顶部打算朝向地面，并且附图页的底部朝向井底。尽管井通常以基本上竖直的方向完成，但是应当理解其也可以是倾斜的和/或甚至水平地完成。当说明性术语“上和下”或“上部”和“下部”或类似术语用于提及附图或用于权利要求中时，它们意欲指示附图页或就权利要求而言的相对位置，而不一定在地面上定向，因为无论井筒如何定向，本发明都具有实用性。
[0076]图1为例证性井筒100的横截面视图。井筒100限定孔105，其从地面101延伸，并且进入地球的地下110。完成井筒100，在井筒100的下端具有裸眼井部分120。为了商业销售采出烃的目的，已经形成井筒100。生产油管130柱设置在孔105中，以从裸眼井部分120输送采出液到达地面101。
[0077]井筒100包括井采油树(well tree),其在124处示意性地显示。井采油树124包括关井阀(shut-1n valve) 1260关井阀126控制来自井筒100的采出液的流动。另外，提供地下安全阀132，以便如果在地下安全阀132上方发生破裂或灾难性事件阻止来自生产油管130的流体的流动。井筒100可任选地在裸眼井部分120内部或正上方具有泵(未示出)，以从裸眼井部分120人工提升采出液向上到达井采油树124。
[0078]已经通过安装一系列管进入地下110对井筒100完成。这些管包括第一套管柱102,有时称为表面套管或导管。这些管也至少包括第二套管柱104和第三套管柱106。这些套管柱104、106是中间套管柱，其为井筒100的壁提供支撑。中间套管柱104、106可从地面悬挂，或它们可使用可膨胀的衬垫或衬垫吊钩从邻近的更高的套管柱被悬挂。应当理解，未延伸返回地面的管柱(比如套管柱106)通常被称为“衬管”。
[0079]在图1的例证性井筒布置中，中间套管柱104从地面101被悬挂，而套管柱106从套管柱104的下端被悬挂。可使用另外的中间套管柱(未示出)。本发明不限于所使用的套管布置的类型。
[0080]每个套管柱102、104、106通过水泥108设置在适当的位置。水泥108将地下110的不同地层与井筒100相互隔离。水泥108从地面101延伸至套管柱106下端的深度“L”。
应当理解，一些中间套管柱可以被不完全地胶结。
[0081]在生产油管130和套管柱106之间形成环形区域204。生产封隔器206在套管柱106的下端“L”附近密封环形区域204。
[0082]在许多井筒中，称为生产套管的最终套管柱被胶结在地下生产层段存在的深度的位置。但是，例证性井筒100被作为裸眼井筒完成。因此，井筒100不包括沿着裸眼井部分120的最终套管柱。
[0083]在例证性井筒100中，裸眼井部分120横跨三个不同的地下层段。这些被表示为上部层段112、中间层段114和下部层段116。上部层段112和下部层段116可例如含有寻求被生产的有价值的石油矿床，而中间层段114可在其孔容积中主要含有水或其它水性流体。这可能是由于天然水层、含水层中的高渗透薄夹层或天然裂缝的存在，或来自注入井的指进。在这种情况下，存在水将侵入井筒100的可能性。
[0084]可选地，上部层段112和中间层段114可包含寻求采出、加工和售出的烃流体，而下部层段116可连同不断增加的水量包含一些油。这可能是由于锥进，其为近井的烃-水接触的上升。在这种情况下，又存在水将侵入井筒100的可能性。
[0085]仍然可选地，上部层段112和下部层段116可从砂或其它可渗透的岩石基体中采出烃流体，而中间层段114可表示非渗透性页岩或以其它方式对流体基本上不能渗透。
[0086]在任何这些情况下，操作员期望隔离所选择的层段。在第一个例子中，操作员将希望将中间层段114与生产套管130以及与上部层段112和下部层段116隔离，从而可通过井筒100主要地生产烃流体并到达地面101。在第二个例子中，操作员将最终希望将下部层段116与生产套管130以及与上部层段112和中间层段114隔离，从而可通过井筒100主要地生产烃流体并到达地面101。在第三个例子中，操作员将希望将上部层段112与下部层段116隔离，但是不需要隔离中间层段114。对于裸眼井完井背景中的这些需要的解决方案在本文中被提供，并且结合下述附图被更充分地证明。
[0087]关于从具有裸眼井完井的井筒中烃流体的生产，不仅仅期望隔离所选择的层段，而且也期望限制砂粒以及其它细粒的流入。为了防止在操作期间地层砂粒迁移进入生产套管130，防砂装置200已经被下入井筒100。下面结合图2以及图8A至8J更全面地描述这些。
[0088]现在参考图2，防砂装置200包含被称为中心管205的细长管状体。中心管205通常由多个管节组成。中心管205 (或组成中心管205的每个管节)通常具有小的穿孔或狭缝以允许采出液的流入。
[0089]防砂装置200还包括缠绕或以其它方式径向围绕中心管205放置的过滤介质207。过滤介质207可以是围绕中心管205安装的金属丝筛网或绕丝。过滤介质207防止预定尺寸以上的砂或其它颗粒流入中心管205和生产油管130。
[0090]除了防砂装置200，井筒100包括一个或更多个封隔器组合件210。在图1和2的例证性布置中，井筒100具有上部封隔器组合件210'和下部封隔器组合件210"。但是，可使用另外的封隔器组合件210或仅仅一个封隔器组合件210。封隔器组合件210'、210"被独特配置为密封各个防砂装置200和井筒100的裸眼井部分120的周围壁201之间的环形区域(见图2的202)。
[0091]图2是图1的井筒100的裸眼井部分120的放大横截面视图。更清楚地看到裸眼井部分120和三个层段112、114、116。分别接近中间层段114的上边界和下边界，上部封隔器组合件210'和下部封隔器组合件210"也是更清楚可见的。最后，显示沿着层段112、114,116中的每一个的防砂装置200。
[0092]考虑封隔器组合件本身，每个封隔器组合件210'、210"可具有至少两个封隔器。优选地，封隔器通过机械操纵和水力的组合被坐封。封隔器组合件210表示上部封隔器212和下部封隔器214。每个封隔器212、214具有可膨胀部分或元件，其由能够提供至少暂时的抵靠周围井筒壁201的液封的弹性或热塑性材料制造。
[0093]上部封隔器212和下部封隔器214的元件应当能够经受住与砾石充填过程相关的压力和负载。一般地，这种压力为约2，OOOpsi至3，OOOpsi。封隔器212、214的元件也应当经受住因为由天然断层、枯竭、采出或注入引起的差别的井筒和/或储层压力产生的压力载荷。生产操作可包括选择性生产或生产分配以达到调整要求。注入操作可包括用于战略上的储层压力保持的选择性流体注入。注入操作也可包括酸压裂、基岩酸化或地层损害去除上的选择性增产措施。
[0094]机械坐封封隔器212、214的密封面或元件仅需要大约几英寸以影响合适的液压密封。在一方面，元件各自长度为约6英寸(15.2cm)至约24英寸(70.0cm)。
[0095]封隔器212、214的元件优选为杯型元件。众所周知杯型元件用于下套管完井。但是，它们通常不被知道用于裸眼井完井，因为它们未被设计以膨胀为与裸眼井直径接合。封隔器元件212、214的密封面的优选杯型类型将有助于保持抵靠中间层段114(或其它层段)的壁201的至少暂时密封，因为压力在砾石充填操作期间增加。
[0096]上部封隔器212和下部封隔器214在砾石充填安装过程前被坐封。如以下更全面地描述的，封隔器212、214可通过滑动分离套筒进行坐封。这又允许流体静压力向下作用抵靠活塞心轴。活塞心轴向下对对中装置和/或封隔器元件起作用，同样引起膨胀抵靠井筒壁201。上部封隔器212和下部封隔器214的可膨胀部分被膨胀为与周围壁201接触，以便沿裸眼井完井120在所选择的深度上跨过环形区域202。
[0097]图2显示了 215处的心轴。这可以是活塞心轴和用于封隔器212、214的其它心轴的表示，如在以下更全面描述的。
[0098]除了分离套筒或其它接合机构，上部封隔器212和下部封隔器214可通常为彼此的镜像。移动工具(在图7A和7B中显示并结合图7A和7B讨论)的单向移动将允许封隔器212、214顺序或同时被启动。下部封隔器214首先被启动，随后当移动工具被向上拉动通过内心轴(在图6A和6B中显示并结合图6A和6B讨论)时启动上部封隔器212。优选地，在上部封隔器212和下部封隔器214之间提供短的间隔。
[0099]封隔器组合件210'、210"帮助控制和管理从不同区域产生的流体。在这方面，封隔器组合件210'、210"允许操作员封堵来自生产或注入的层段，这取决于井功能。在最初完井中，封隔器组合件210'、210"的安装允许操作员在井使用期限中关闭来自一个或更多个地带的生产，以限制水的产生，或在一些例子中不期望的非可冷凝流体诸如硫化氢的产生。[0100]因为沿裸眼井部分形成密封上的困难，并且因为在封隔器上方和下方形成完全的砾石充填上的困难，当使用裸眼井砾石充填时，历史上还没有安装封隔器。相关专利申请，美国
【发明者】C·S·耶, M·D·巴里, M·T·赫克, T·J·莫菲特, J·布莱克洛克, D·C·海伯勒, P·C·海德, I·M·麦克劳德, L·莫西尔, S·里德, A·J·艾尔瑞克 申请人:埃克森美孚上游研究公司