提供的是用于保持被施加在井眼的壁上或者地下地层（subterraneanformation）的表面上的流体静压以保持软地层的完整性的方法。井眼包括至少两个层段。根据一实施例，液体至少流经第一和第二压力调节器，其中，这些层段的每一个中设置有多个压力调节器中的至少一个压力调节器，使得这些压力调节器调节由液体施加在井眼的壁上的压力量。根据另一实施例，所有的压力调节器用于通过与每一层段保持液体连通来保持流体静压。
技术实现要素：
根据一实施例，一种至少在井眼的第一层段和第二层段中保持被施加在井眼的壁上的流体静压的方法包括以下步骤：使液体至少流经第一压力调节器和第二压力调节器，其中，第一压力调节器位于井眼的第一层段中，其中，第二压力调节器位于井眼的第二层段中，而且其中，第一和第二压力调节器中的每一个调节由液体施加在井眼的壁上的压力量；并且在特定时间段保持该压力量。根据另一实施例，一种在软地下地层的多个层段中保持流体静压的方法包括以下步骤：使用压力调节器，以在多个层段的每一个中保持由液体施加在地下地层的表面上的压力量，其中，使用的步骤包括与多个层段中的每一个保持液体连通。附图说明与附图结合考虑，特定实施例的特征和优点将被更容易地理解。附图不被解释为限制任何优选的实施例。图1是包括防砂组件的井系统的一部分的视图，该防砂组件包括压力调节器。具体实施方式如在此使用的，词语“包含”、“具有”、“包括”、及其所有语法上的变化各自旨在具有开放的、非限制性的含义，而并不排除额外的元件或步骤。应理解的是，如在此使用的，“第一”、“第二”、“第三”等等是任意指定的，并且仅仅旨在视具体情况而在两个或更多的压力调节器、层段、防砂组件等等之间进行区分，而并不指示任何特定的方向或顺序。此外，应理解，仅使用术语“第一”并不意味着必须要有任何“第二”，而仅使用术语“第二”并不意味着必须要有任何“第三”，等等依此类推。如在此使用的，“流体”是具有连续相的物质，当该物质在71°F（22℃）的温度以及一个大气压“atm”（0.1兆帕“MPa”）条件下测试时，其趋于流动并且符合其容器的轮廓。流体可以是液体或气体。油和气态烃在一些地下地层中自然地存在。含有油或气的地下地层有时被称为储层。储层可位于地下或离岸（近海）处。储层通常位于数百英尺（浅储层）至数万英尺（超级深储层）的范围内。为了生产油或气，井眼被钻入到储层内或者与储层相邻处。井可包括（但不限于）油井、气井、水井或注入井。用于生产油或气的井通常被称为生产井。如在此使用的，“井”包括至少一个井眼。井眼可包括垂直的、倾斜的、以及水平的部分，并且其可以是直的、弯曲的或分支式的。如在此使用的，术语“井眼”包括井眼的任何加套管部分和任何无套管的裸眼部分。近井眼区域是地下地层中处于井眼周围的地下物质和岩石。如在此使用的，“井”还包括近井眼区域。近井眼区域通常被认为是位于井眼的约100英尺以内的区域。如在此使用的，“进入井内”是指并且包括进入井的任何部分内，包括进入井眼内或经由井眼进入近井眼区域内。井眼的一部分可以是裸眼井或加套管井。在裸眼井部分中，管柱可被安置到井眼内。管柱使流体能够被引入到井眼的远端部分内或者从井眼的远端部分流出。在加套管井部分中，套管被安置到井眼内，该部分井眼还可包含管柱。井眼可包含环空。环空的示例包括（但不限于）：裸眼井中介于井壁与工作管柱（如管柱）的外部之间的空间；下套管井中介于井壁与套管的外部之间的空间；以及下套管井中介于套管的内部与管柱的外部之间的空间。完井通常被执行，从而能够从储层生产油或气。多种完井设备可在完井过程期间使用。用于完井的具体设备对于加套管井与裸眼井可以是不同的。而且，用于完井的具体设备对于胶结地层（consolidatedformation）与未胶结或被松散胶结的地层（也被知晓为“软地层”）可以是不同的。在软地层的情况下，细粒（如沉积物和砂）在油或气的生产期间能够进入管柱。当这种情况发生时，就可能出现多种问题，例如，生产设备的腐蚀、井的堵塞、油或气的减产或者细粒与油或气一起产出。在软的裸眼地层中，地层的一部分可塌落和坍塌，导致井眼的壁与工作管柱的外部之间的环形空间的损失。为了在软的裸眼井中使地层稳固而不坍塌，需要流体过平衡（fluidoverbalance）。流体过平衡通常是通过将流体放置到环空内来执行的，上述环空处于超过由地下地层中的流体所施加的压力的流体静压下，上述例如为完井卤水（completionbrine）。以这种方式，井眼的壁上的更大的压力有助于保持地层不坍塌到环形空间内。如在此使用的，术语“流体静压”是指由静止的流体柱施加的每单位面积的力。能够影响流体静压的两个因素是流体的密度以及流体在地表（地球表面）或水体表面下方的深度。流体静压可使用以下方程式计算：P=MW×深度×0.052，其中MW是以磅/加仑（PPG）为单位的流体密度，深度是以英尺为单位的实际垂直深度，而0.052是对磅/平方英寸（psi）的单位的单位转换系数。流体过平衡还可包括将滤饼沉积到井内。在滤饼的沉积中，流体（如泥浆）被引入到井眼内。流体流动到井的期望部分内。流体中的组成部分能够形成滤饼。滤饼可以是相对不可渗透的外罩或者可渗透性的网，其使细粒（如砂粒）结合到一起，同时允许流体流经滤饼中的相互连接的多个孔。滤饼能够涂布井眼的壁，并且它还能够穿透一定的深度进入到近井眼区域内。防砂是经常在软裸眼地层中使用的技术。防砂技术的示例包括（但不限于）在井的一部分中沉积滤饼，使用防砂组件，以及进行砾石充填。防砂技术的一般顺序是首先在井的期望部分中沉积滤饼，然后在井眼中安装防砂组件，并且最后对井眼进行砾石充填。防砂组件经常包括割缝衬管和/或筛管。割缝衬管可以是穿孔管（perforatedpipe），例如为无孔管（blankpipe）。筛管通常包含小于割缝衬管中的穿孔的孔。当生产油或气体时，衬管和/或筛管能够引起细粒在衬管或筛管上发生桥堵（bridging）。砾石充填经常结合防砂组件的使用来执行。砾石是支撑剂，其粒度等级高于砂粒，上述粒度等级被定义为具有从大于2毫米（mm）一直到64mm的最大尺寸范围。在砾石充填中，封隔器和防砂组件（组件内部具有冲管）通常借助施工工具在井眼中移动。之后，砾石通常被放置在介于井眼的壁与筛管的外部之间的那部分环空中，处于封隔器下方的位置。砾石有助于捕获细粒并且阻止细粒进入生产设备或者堵塞衬管或筛管中的孔，同时使地层稳固。在一些地层中，经常必须对地下地层的一部分进行破裂（压裂）。破裂是普通的增产措施。适合用于该目的的处理流体（处理液）有时被称为“破裂流体”。破裂流体被以足够高的流速和足够高的压力泵送到井眼内和地下地层内，以产生或增加地下地层中的裂缝。裂缝提供用于所生产的油或气的高度可渗透的流动路径。软岩层中的裂缝在破裂流体的泵送停止之后将趋向于一起封闭。为了防止裂缝封闭，必须将某种材料放置在裂缝中以支撑裂缝维持在打开状态。用于该目的的材料经常被称为“支撑剂”，通常期望的是，在多个井下位置处产生多个裂缝。如上所述，井眼能够竖直地、以一定角度地、水平地和上述方式结合地延伸，以进入到地下地层内数百英尺。井眼可仅包括一个带（也被称为层段）。井眼还可包括多个带或多个层段。如在此使用的，“层段”是指介于两个物体之间的空间。随着井眼的长度增加，将井眼作为单个层段来进行完井的能力已经变得困难起来。结果，通常是在井眼中产生一个以上的层段用于井眼操作（如完井或增产）。例如，在完井期间，环空的一部分可被与环空的其他部分分隔开。以这种方式，环空的多个部分能够被密封，因此流体将不流经环空，而是将流经管柱或套管。通过密封环空的多个部分，就能够经由管柱或套管通过井口装置以受控方式生产油或气。经由另一示例，在增产操作期间，地层的一个层段与地层的另一层段相比可以是相对不可渗透的。通过产生多个层段，就能够在期望的层段内执行地层的破裂。通过分割或限制裂缝层段长度，裂缝处理设计能够对应于每一层段而被优化。可使用液压的、流体静压的或者可膨胀的封隔器来产生多个层段。井眼中的层段的普通示例是介于两个封隔器之间的环形空间。液压式封隔器被液压地致动并且带有封隔器元件。流体静压式封隔器由井眼中的压力来致动，并且带有封隔器元件。封隔器元件是装配在心轴部的外部上的环形件，心轴部则附接到管柱或套管。封隔器的液压式致动沿轴向挤压封隔器元件，以引起封隔器元件的径向膨胀并且密封环空。可膨胀封隔器包括可膨胀元件，这种可膨胀元件能够膨胀到比预先膨胀的元件的尺寸更大的尺寸。可膨胀元件是围绕管柱或套管的一部分的外部或围绕心轴部的外部装配的环形件，心轴部附接到管柱或套管中的任一个。可膨胀元件一般在顶部和底部上受到轴向约束，因此可膨胀元件仅能沿径向膨胀。当可膨胀元件膨胀时，其径向地膨胀并且密封环空的该部分。如在此使用的，术语“坐放封隔器”以及其所有的语法变化是指引起封隔器元件或者可膨胀元件充分地膨胀，以密封封隔器所处的环空的部分的动作。如在此使用的，“顶部封隔器”是指最靠近井口装置的封隔器。其他封隔器可位于顶部封隔器的下方。应理解的是，使用词语“顶部”以及“下方”旨在描述相对于井口装置的位置，而并无意暗示竖直方向。虽然对于竖直井而言，词语“顶部”以及“下方”将用来指竖直方向，但是对于倾斜井或水平井，上述词语并不指竖直方向。例如，在水平井中，“顶部封隔器”是位置最靠近井口装置的封隔器，并且处于顶部封隔器“下方的”地层是指比顶部封隔器离井口装置更远的那部分地下地层。流体过平衡的损失有很多原因。这些原因可包括（但不限于）完井流体的重量减少、滤饼的损害（导致流体泄漏到地层内）、使滤饼的一部分去除的工具运动、以及当坐放封隔器时流体静压的损失。当坐放封隔器时会产生流体静压的损失，这是因为在顶部封隔器被坐放之后，通常由于与位于顶部封隔器下方的地层的流体连通而产生的损失。在软地层中，这种流体连通的损失能够导致地层在顶部封隔器下方的环形空间中塌落和坍塌。因此，需要能够在位于软地层中的多层段井眼中执行完井（包括防砂技术），同时保持地层的完整性。一种至少在井眼的至少第一层段和第二层段中保持在井眼的壁上施加的流体静压的新方法包括以下步骤：使液体至少流经第一压力调节器和第二压力调节器，其中，第一压力调节器位于井眼的第一层段中，其中，第二压力调节器位于井眼的第二层段中，而且其中，第一压力调节器和第二压力调节器中的每一个调节由液体施加在井眼的壁上的压力量；并且在特定的时间段保持压力量。此处描述的方法的优点之一在于，无论压力的潜在损失是否是滤饼的一部分损失的结果，或者对应于某种其他理由，上述方法均允许在井眼的多个层段的每一个层段中保持相对恒定的压力。另一优点在于，为保持地层的完整性所需的压力可逐层段地（从层段到层段地）改变，并且上述方法允许对于多个层段中的每一个维护特定的所需压力。上述方法的又一优点在于，对于每一个层段，压力能够被调节成对于每一个层段最佳的压力。例如，如果在地层上施加的压力过高，就可能发生地层的过早破裂。压力调节器可被设定为低于破裂压力的压力。根据一实施例，一种在井眼的至少第一层段和第二层段中保持被施加在井眼的壁上的流体静压的方法包括以下步骤：使液体至少流经第一压力调节器和第二压力调节器，其中，第一压力调节器位于井眼的第一层段中，其中，第二压力调节器位于井眼的第二层段中，而且其中，第一压力调节器和第二压力调节器中的每一个调节由液体施加在井眼的壁上的压力量；并且在特定的时间段保持压力量。根据另一实施例，一种在软地下地层的多个层段中保持流体静压的方法包括以下步骤：使用压力调节器，以在多个层段的每一个层段中保持由液体施加在地下地层的表面上的压力量，其中，使用的步骤包括与多个层段中的每一个保持液体连通。转到附图，图1是根据特定实施例的井系统的一部分的视图。对井系统的特定部件（例如，压力调节器400）的任何讨论旨在包括单数形式的部件和复数形式的部件，但无需自始至终总是既指单数的部件又指复数的部件。例如，如果讨论包含“压力调节器400”，则应理解，该讨论涉及一个压力调节器（单数）以及两个或更多的压力调节器（复数）。关于特定实施例的讨论可涉及第一压力调节器和第二压力调节器、第一层段和第二层段等等；然而应理解，可有第三压力调节器或更多的压力调节器、第三层段或更多的层段等等。井眼可以是竖直井眼、成角度井眼、水平井眼或者它们的组合。地下地层可被井眼穿透。井眼可以是下套管井、裸眼井或者下套管井和裸眼井的组合。优选地，井眼的至少一部分是裸眼井。例如，井眼的一部分可包含套管101，而井眼的另一部分却不包含套管101。井眼可包含至少一个环空。作为示例，井眼可包含介于井眼102的壁与无孔管301之间的环空104。井眼还可包含介于套管101与无孔管301之间的环空103。应理解，环空104旨在成为裸眼井环空；而环空103旨在成为下套管井环空。环空104或环空103中的任一个并非必须包括无孔管301，而是可以成为介于工作管柱（未示出）与套管101或井眼102的壁之间的空间。上述这些方法包括至少在井眼的第一层段和第二层段中保持在井眼102的壁上施加的流体静压。优选地，第一层段和第二层段中的至少一个是软地层的一部分。更优选地，第一层段和第二层段中的每一个是软地层的一部分。根据一实施例，井眼具有多于两个的层段。例如，井眼可包括多层段井眼。第一压力调节器400位于第一层段中，而第二压力调节器400位于第二层段中。优选地，无论层段的总数，每一个层段中都设置有至少一个压力调节器400。可具有多于一个的位于第一层段、第二层段或者它们的组合中的压力调节器。根据另一实施例，具有多于一个的位于每一个层段中的压力调节器400。压力调节器400优选地是防砂组件的一部分。第一压力调节器可以是第一防砂组件的一部分，而第二压力调节器可以是第二防砂组件的一部分。至少第一防砂组件可位于第一层段中，而至少第二防砂组件可位于第二层段中。多于一个的防砂组件可位于每一个层段中。任何防砂组件可包括上部密封孔303、闭合套筒304、指示器短节305以及筛管302。根据一实施例，在防砂已经完成之后，上部密封孔303、闭合套筒304以及指示器短节305保留在井眼中。防砂组件还可包括无孔管301。最优选地，第一和第二压力调节器400被分别附接到第一和第二防砂组件的筛管302、无孔管301或它们的组合。例如，第一压力调节器400可被附接到第一防砂组件的无孔管301，而第二压力调节器400可被附接到第二防砂组件的筛管302。位置最靠近井口装置100的第一压力调节器400在图1中示出为被附接到无孔管301，而离井口装置100最远的第二压力调节器400在图1中示出为被附接到筛管302。当然，当每一个层段中具有多于一个的压力调节器400时，那么一个压力调节器400可被附接到无孔管301，而另一个压力调节器400可被附接到筛管302，或者两者都可被附接到无孔管或筛管。根据一实施例，第一和第二压力调节器400被分别附接到第一和第二防砂组件的筛管302、无孔管301或它们的组合的外部。这些方法还可包括至少将第一压力调节器400放置在第一层段中，而至少将第二压力调节器400放置在第二层段中的步骤。根据该实施例，放置的步骤可包括至少安装第一和第二防砂组件的步骤。优选地，所有防砂组件的安装均以单次起下管柱（trip）来执行。如在此使用的，术语“单次起下管柱”是指组件使用管柱被同时运送到井眼中，而不是运送一个组件且随后去除管柱，然后再运送另一组件。这些方法还可包括在地下地层中至少产生第一和第二层段的步骤。作为示例，这些方法可包括将顶部封隔器201以及至少两个隔离封隔器202放置在井眼的期望部分中的步骤。顶部封隔器201可以是砾石封隔器。第一层段可位于顶部封隔器201与隔离封隔器202a之间。第二层段可位于两个隔离封隔器202a与202b之间。如果存在多于两个的层段，那么任何额外的层段优选地位于隔离封隔器（未示出）之间。虽然图1示出了第一层段处于顶部封隔器201与隔离封隔器202a之间，而第二层段处于隔离封隔器202a与隔离封隔器202b之间，但也可存在位于隔离封隔器202b下方的多个层段。此外，虽然仅示出了两个隔离封隔器202a和202b，但也可存在位于井眼中的多个隔离封隔器。在一优选实施例中，放置封隔器201和/或202中的任一个的步骤是在安装第一和第二防砂组件的步骤之前执行的。这些方法还可包括在放置封隔器201和/或封隔器202的步骤之后，坐放封隔器201和/或封隔器202的步骤。封隔器201和202可被放置在井眼中，使得在坐放之后，环空103或环空104的至少一部分被与该环空的另一部分密封。坐放隔离封隔器202a和202b的步骤可在坐放顶部封隔器201的步骤之后执行。根据一实施例，一种在软地下地层的多个层段中保持流体静压的方法包括以下步骤：使用设置于多个层段的每一个中的至少一个压力调节器的全部，在由多个层段的每一个中保持由液体施加在地下地层的表面上的压力量，其中，使用的步骤包括与多个层段中的每一个保持液体连通。作为示例，现有技术包含在顶部封隔器被坐放之后，与顶部封隔器下方的地下地层流体连通导致的损失。为了保持地层500的完整性，这些方法可包括在坐放顶部封隔器201的步骤之后，保持与位于顶部封隔器201下方的多个层段中的每一个液体连通的步骤。优选地，液体连通在多个层段的每一个中被同时地保持。根据该实施例，多个层段的每一个中设置有至少一个压力调节器400。此外，位于多个层段的每一个中的至少一个压力调节器400的全部用于保持由液体施加的压力量。地下地层500的表面可以是井眼102的壁。所有的压力调节器400均可用于保持液体连通。压力调节器400可用于通过使液体流经每一个压力调节器来保持液体连通。保持液体连通的步骤可包括在筛管、无孔管、或筛管302和/或301无孔管的组合与井眼102的壁或地下地层的表面之间保持液体连通。液体连通可包括从井口装置100将液体向下泵送到工作管柱（未示出），通过筛管302或管道（无孔管）301，再通过压力调节器400，而进入对应于每一个层段103和104的环空中。在一优选实施例中，液体连通在筛管302或管道（无孔管）301与井眼102的处于顶部封隔器201下方（沿d1的方向）的位置处的壁之间被保持。这些方法还可包括执行为防砂所必须的任何步骤。这些方法还可包括在井眼102的壁的至少一部分上沉积滤饼的步骤，而且优选地，沉积的步骤在使液体至少流经第一和第二压力调节器400的步骤之前被执行。沉积的步骤还优选地在安装第一和第二防砂组件的步骤之前被执行。以这种方式，滤饼能够有助于防止井眼102的壁坍塌；并且滤饼可以是相对不可渗透的，由此防止流体泄漏到地层内，同时允许在环空103和104中产生流体静压。这些方法还可包括在多个层段的至少一个的至少一部分中放置砾石的步骤。多个层段中的仅仅一个层段、多于一个的层段或者全部的层段可被砾石充填。这些方法还可包括在保持的步骤之后，在多个层段的至少一个中产生至少一个裂缝的步骤。这些方法包括使液体至少流经第一压力调节器400和第二压力调节器400的步骤。根据一实施例，液体流经除第一和第二压力调节器之外的多个压力调节器400。根据另一实施例，液体流经全部的位于多个层段的每一个中的至少一个压力调节器。流经的步骤可包括通过压力调节器400来泵送液体。优选地，流经的步骤包括使流体同时地至少流经第一和第二压力调节器400。作为示例，流经的步骤可包括经由筛管302或无孔管301的内径侧、经由多个压力调节器400中的每一个压力调节器，来使流体流经工作管柱，并进入环空103和104内。多个压力调节器400中的任一个还可包括回流装置。回流装置能够有助于防止流体从筛管或无孔管的外径侧，经由调节器400而进入筛管302或无孔管301的内径侧。这些方法包括保持由液体施加在井眼102的壁或地下地层500的表面上的压力量。压力量可以是预定的。压力量可改变。压力量对于每一个层段还可以是不同的，或者压力量对于每一个层段可以是相同的。例如，用于第一层段的压力量与用于第二层段的压力量可以相同或者不同。压力调节器400可被预设到期望的或预定的压力量。例如，如果需用以保持第一层段的完整性的压力量被确定为150psi，而需用以保持第二层段的完整性的压力量被确定为250psi，则第一压力调节器400可被预设为150psi，而第二压力调节器400可被预设为250psi。以这种方式，多个调节器400中的每一个可被预设为用于每一个层段的期望的或预定的压力量。优选地，用于每一个层段的期望的或预定的压力是为保持该层段的完整性需要的最小压力。因此，压力调节器400可被预设为，使得调节器400不允许施加在井眼的壁或者地下地层的表面上的压力增加到高于该压力量，或者下降到低于该压力量。优选地，该压力量等于或大于流体过平衡值。更优选地，该压力量至少足以防止地下地层的表面或者井眼102的壁的大部分在该层段中坍塌。最优选地，该压力量小于在用于该层段的地下地层中产生裂缝所需的压力量。这些方法包括保持压力量达特定时间段的步骤。根据一实施例，特定时间段是以坐放顶部封隔器201、至少放置第一和第二压力调节器400、以及坐放至少两个隔离封隔器202所需的时间。根据另一实施例，特定时间段是完成防砂技术所需的时间。根据又一实施例，特定时间段是在每一个层段上完成防砂技术所需的时间。因此，本发明良好地适于达到前述的及其固有的目的和优点。由于对于得益于本文的教示的本领域技术人员而言，以有差异的但等同的方式来修改和实践本发明将是显而易见的，因此以上披露的特定实施例仅仅是说明性的。此外，除了如以下权利要求书中所描述的之外，不应限制本文所示出的构造或设计的细节。因此，以上披露的特定示例性实施例可以被改变或修改，而且显然所有这样的变化均应被认为处在本发明的精神和范围内。虽然构造和方法是通过“含有”、“包含”或“包括”多个部件或步骤来描述的，但上述构造和方法还可由多个部件和步骤“本质上构成”或“构成”。每当披露具有下限和上限的数值范围时，均具体地披露了落入该范围内的任何数值以及任何被包括的范围。尤其是，在此披露的每个数值范围（以“从约a到约b”或者相等地，“从近似a到b”的形式）应被理解为提出了处于这一较宽数值范围内的每个数值和被包围在内的范围。而且，若非专利权所有人另有明确和清晰的定义，权利要求书中的术语均具有其普通的一般的含义。此外，如权利要求书中使用的，不定冠词“一”在此被定义为意指其引入一个或多于一个的元件。如果本说明书中的某个单词或术语的使用与一个或多个专利或者可能在此通过援引来结合的其他文献存在任何冲突，应采用与本说明书一致的定义。