EA002946B1 - Скважинный фильтр, имеющий внутренний дополнительный канал для потока - Google Patents

Abstract

Скважинный фильтр, имеющий внутренний сплошной дополнительный канал для доставки шлама из жидкости для гидравлического разрыва пласта и гравия на разные уровни внутри кольцевого пространства скважины. Скважинный фильтр содержит наружную трубу (18), расположенную поверх базовой трубы (17), таким образом формируя кольцевое пространство (19) между ними. Окружность каждой трубы имеет перфорированный сектор и сплошной сектор, проходящие вдоль их соответствующих длин. В собранном виде соответствующие перфорированные секторы совмещены для формирования перфорированного добывающего сектора, и соответствующие сплошные секторы совмещены для формирования сплошного дополнительного канала. Базовая труба обмотана проволокой (30) для предотвращения прохождения твердых частиц в отверстия в трубе. Шлам нагнетают в кольцевое пространство, где он протекает по окружности (33) из сплошного дублирующего канала и выходит в кольцевое пространство скважины через отверстия в перфорированном секторе кольцевого пространства.

Description

Настоящее изобретение относится к скважинному фильтру и в одном из его аспектов относится к скважинному фильтру для гидравлического разрыва пласта/заполнения скважины гравием, имеющему внутренний дополнительный канал для потока, образованного между совмещенными сплошными секторами двух труб.

Предпосылки создания изобретения

При добыче углеводородов и т.п. из некоторых подземных пластов обычно добываются большие объемы сыпучих материалов (например, песка) наряду с пластовыми текучими средами, особенно когда произведен гидравлический разрыв пласта для улучшения потока из него. Эта добыча песка должна контролироваться, или, в противном случае, она может серьезно неблагоприятно влиять на экономически выгодный период эксплуатации скважины. Один из наиболее широко используемых способов контроля извлечения песка известен как заполнение скважинного фильтра гравием. При типичном завершении скважины с использованием скважинного фильтра, в стволе скважины вблизи завершаемого интервала располагают фильтр и в скважину закачивают гравийный шлам в кольцевое пространство вокруг фильтра. Когда жидкость уходит из шлама в пласт и/или сквозь фильтр, гравий осаждается внутри кольцевого пространства скважины и формирует проницаемую массу вокруг фильтра. Этот гравий (например, песок) имеет такой размер, который позволяет протекать сквозь него добываемым текучим средам, но блокирует поток большей части сыпучего материала в фильтр.

Главной проблемой при выполнении гидравлического разрыва пласта/заполнения фильтра гравием в скважине, особенно когда должны завершаться длинные или наклонные интервалы, является адекватное распределение шлама из жидкости для гидравлического разрыва пласта и гравия (далее называется гравийный шлам) по всему завершаемому интервалу. Таким образом, для обеспечения адекватного заполнения жидкостью для гидроразрыва и гравием длинного и/или наклонного завершаемого интервала необходимо, чтобы гравийный шлам достигал всех уровней в пределах этого интервала. Недостаточно равномерное распределение гравийного шлама по всему интервалу (то есть по всей длине фильтра) обычно приводит к только частичному гидравлическому разрыву пласта и к получению гравийного фильтра, имеющего существенные пустоты.

Недостаточное распределение гравийного шлама часто происходит, когда жидкостьноситель из шлама преждевременно уходит в более проницаемые части пласта и/или в сам фильтр, таким образом, вызывая образование песчаной пробки (пробок) в кольцевом про странстве скважины вокруг фильтра до того, как пласт будет адекватно разорван, и весь гравий будет помещен на место. Эти песчаные пробки эффективно блокируют дальнейший поток гравийного шлама в кольцевом пространстве скважины, таким образом, предотвращая доставку гравия на все уровни интервала завершения.

Для частичного решения этой проблемы предлагались и используются скважинные инструменты с дополнительным каналом (например, скважинные фильтры), которые предусматривают хорошее распространение гравия по всему интервалу завершения, даже когда образуются песчаные пробки до того, как весь гравий помещен на место. Такие инструменты обычно включают перфорированные шунты или обводные каналы, которые проходят по длине инструмента и которые приспособлены для приема гравийного шлама при его поступлении в кольцевое пространство скважины вокруг инструмента. Если до завершения операции формируется песчаная пробка, гравийный шлам может все же доставляться по перфорированным шунтовым трубам (то есть дополнительным каналам) на разные уровни внутри кольцевого пространства, как над, так и/или под пробкой. Для более полного ознакомления с типичным скважинным фильтром с дополнительным каналом и его работой см. патент США № 4945991, который включен сюда в качестве ссылочного материала.

Во многих известных скважинных фильтрах с дополнительным каналом описанного выше типа отдельные шунтовые трубы расположены снаружи на наружной поверхности фильтра; см. патенты США №№ 4945991, 5082052, 5113935, 5417284 и 5419394. Хотя это устройство признано очень успешным, наружное расположение шунтов имеет некоторые недостатки. Например, из-за установки шунтов снаружи на фильтре общий наружный рабочий диаметр фильтра увеличивается. Это может быть очень важным, особенно когда фильтр должен опускаться в ствол скважины относительно малого диаметра, когда даже доли дюйма его наружного диаметра могут делать фильтр непригодным или, по меньшей мере, затруднять его установку в скважине.

Другой недостаток расположения шунтов снаружи состоит в том факте, что шунты подвержены повреждениям при сборке и установке фильтра. Если шунт деформируется или повреждается другим образом при установке, он может стать полностью непригодным для доставки гравия на все уровни интервала завершения, что, в свою очередь, может приводить к неполному гидравлическому разрыву/заполнению гравием интервала. Были предложены несколько способов защиты этих шунтов посредством расположения их внутри фильтра, см. патенты США №№ 5341880, 5476143 и 5515915. Однако это может делать конструкцию таких фильтров более сложной, что, в свою очередь, обычно приводит к существенно более высоким производственным затратам.

Недавно в одновременно находящейся на рассмотрении заявке на патент США № 09/290605, поданной 13 апреля 1999 г., описан и заявлен другой фильтр с дополнительным каналом, и она упрощает конструкцию фильтра, имеющего внутренний дополнительный канал. Описанный в ней фильтр содержит две концентрические трубы, то есть внутреннюю базовую трубу и наружную трубу. Часть кольцевого пространства, которое сформировано между двумя концентрическими трубами, образует дополнительный канал (каналы) для проведения гравийного шлама на разные уровни в интервале завершения.

Внутри кольцевого пространства между трубами проходят перегородки (например, ребра) для отделения части кольцевого пространства, относящейся к дополнительному каналу, от перфорированной добывающей части кольцевого пространства. Наружная поверхность наружной трубы обмотана проволокой или подобным средством для предотвращения проникновения песка в добывающую часть кольцевого пространства. В продольном направлении наружной трубы разнесены отверстия для получения выходных отверстий дополнительного канала, благодаря которым гравийный шлам может доставляться из дополнительного канала на разные уровни в интервале завершения.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает создание скважинного фильтра, который имеет внутренний дополнительный канал для доставки жидкости для гидравлического разрыва пласта/гравийного шлама на разные уровни в кольцевом пространстве скважины в ходе операции гидравлического разрыва/заполнения гравием скважинного фильтра. Доставка гравия непосредственно на несколько разных уровней внутри кольцевого пространства скважины обеспечивает значительно лучшее распределение гравия в интервале завершения, особенно когда в кольцевом пространстве формируются песчаные пробки до того, как весь гравий доставлен на место. Благодаря расположению дополнительного канала внутри фильтра он защищен от повреждения и неправильного обращения при манипулировании и установке фильтра и не увеличивает рабочий диаметр фильтра.

Более конкретно, скважинный фильтр, соответствующий настоящему изобретению, содержит наружную трубу большего диаметра, которая располагается поверх базовой трубы, таким образом формируя кольцевое пространство (например, предпочтительно, шириной меньше, чем около одного дюйма) между двумя трубами. Предпочтительно, трубы располагаются, по существу, концентрически, но в некоторых случаях они могут располагаться с неболь шим относительным смещением, когда кольцевое пространство на одной стороне немного больше, чем на другой. Окружность каждой трубы имеет перфорированный сектор (то есть сектор, имеющий сквозные отверстия), который образует центральный угол α, и сплошной сектор (то есть сектор, который не имеет отверстий), которые проходят по длинам соответствующих труб. Когда скважинный фильтр собран и базовая труба расположена внутри наружной трубы, соответствующие перфорированные секторы совпадают в радиальном направлении, формируя перфорированный добывающий сектор внутри кольцевого пространства между трубами, и соответствующие сплошные секторы совпадают в радиальном направлении, формируя сплошной сектор с дополнительным каналом внутри кольцевого пространства.

Базовая труба обмотана проволокой для пропускания потока текучих сред через отверстия в базовой трубе с одновременным блокированием прохождения сквозь них твердых частиц. В верхнем конце кольцевого пространства расположен вход для обеспечения поступления гравийного шлама в кольцевое пространство между трубами. Шлам проходит в сплошной сектор с дополнительным каналом кольцевого пространства, но, поскольку в этом секторе нет отверстий, шлам не может выйти непосредственно в кольцевое пространство скважины. Соответственно, шлам должен сначала протекать вниз в сплошной сектор и затем по окружности в перфорированный сектор кольцевого пространства, из которого он может затем выходить в кольцевое пространство скважины для гидравлического разрыва пласта и/или для формирования гравийного фильтра.

Когда шлам протекает в перфорированный сектор либо непосредственно, либо из сплошного сектора, жидкость-носитель начинает вытекать из шлама в пласт и/или через отверстия в базовой трубе, таким образом, приводя к тому, что перфорированный сектор начинает заполняться песком из шлама. Когда это происходит, в кольцевом пространстве скважины уже может быть сформирована песчаная пробка, которая при отсутствии дополнительного канала могла бы блокировать дальнейший поток шлама через кольцевое пространство скважины, что могло бы приводить к неуспешному завершению скважины.

Когда в перфорированном секторе фильтра, соответствующего настоящему изобретению, начинает формироваться песчаная пробка и расти назад в сплошной сектор кольцевого пространства с дополнительным каналом, высокая вязкость (например, составляющая не менее около 20 сП) жидкости-носителя шлама значительно сдерживает дальнейшую утечку по окружности через намытую песчаную пробку внутри кольцевого пространства. Продолжающаяся закачка шлама теперь будет нагнетать шлам вниз через сплошной сектор кольцевого пространства с дополнительным каналом на другой уровень внутри кольцевого пространства, где еще не сформировалась песчаная пробка. Сектор с дополнительным каналом остается открытым благодаря медленному приросту по окружности песчаной пробки внутри кольцевого пространства и относительно высокой скорости текучей среды в остающемся открытым секторе кольцевого пространства.

Когда в интервале завершения осуществлены гидравлический разрыв пласта и/или заполнение гравием, и скважина введена в эксплуатацию, добываемые текучие среды теперь могут протекать сквозь вновь установленный гравийный фильтр, через добывающий перфорированный сектор фильтра и в базовую трубу для подачи на поверхность. Благодаря способности доставлять жидкость для гидравлического разрыва пласта/гравийный шлам непосредственно на разные уровни в пределах интервала завершения через сплошной дополнительный канал фильтра, соответствующего настоящему изобретению, будет обеспечиваться лучшее распределение гравия по всему интервалу завершения, особенно когда в кольцевом пространстве скважины формируются песчаные пробки до того, как весь гравий доставлен на место. Кроме того, поскольку дополнительный канал образован внутри, между двумя трубами, фильтр, соответствующий настоящему изобретению, имеет относительно простую конструкцию и относительно недорог в производстве, и канал защищен от повреждений и неправильного обращения при манипулировании и установке фильтра.

Краткое описание чертежей

Реальная конструкция, работа и очевидные преимущества, соответствующие настоящему изобретению, будут лучше понятны при обращении к чертежам, которые нет необходимости представлять в определенном масштабе, на которых одинаковые позиции обозначают одинаковые детали и на которых изображено следующее:

фиг. 1 изображает вертикальный вид с частичным сечением частично отрезанного скважинного инструмента, соответствующего настоящему изобретению, в рабочем положении внутри скважины;

фиг. 2 изображает перспективный вид с частичным разрезом части инструмента, показанного на фиг. 1;

фиг. 3 изображает вид сечения по линии 33 на фиг. 2.

Лучший известный способ осуществления изобретения

На фиг. 1 показан скважинный инструмент 10, соответствующий настоящему изобретению, в рабочем положении в нижнем конце ствола 11 добывающей и/или нагнетательной скважины. Ствол 11 скважины проходит от поверхности (не показана) земли и в пласт 12 или сквозь него. Ствол 11 скважины, как показано, укреплен обсадными трубами 13, имеющими сквозную перфорацию 14, как подразумевается в данной области техники. Хотя ствол 11 скважины показан, как, по существу, вертикальный, обсаженный ствол, следует понимать, что настоящее изобретение может использоваться в равной степени также в необсаженном и/или расширенном стволе завершаемой скважины, а также в горизонтальных и/или наклонных стволах скважин. Скважинный инструмент 10 (например, гравийный фильтр) может состоять из одного отрезка или он может содержать несколько звеньев (показана только часть верхнего звена), которые соединены между собой резьбовыми соединениями и/или глухими или подобными средствами, предполагаемыми в данной области техники.

Как показано, типичное звено 15 гравийного фильтра 10 содержит базовую трубу 17, которая расположена внутри наружной трубы большего диаметра или кожуха 18. Предпочтительно, две трубы расположены концентрически относительно друг друга, но в некоторых случаях базовая труба может быть немного смещена относительно наружной трубы. Когда они собраны для работы, базовая труба 17 будет иметь жидкостное сообщение с нижним концом спусковой колонны 16, которая, в свою очередь, проходит на поверхность (не показана) земли. Соответствующие диаметры базовой трубы 17 и наружной трубы 18 таковы, чтобы обеспечивать получение кольцевого пространства 19 между ними, ширина которого, предпочтительно невелика, например, менее около одного дюйма и даже более предпочтительно - от около 1/8 до около 1/4 дюйма для наиболее типичных завершаемых скважин.

Базовая труба 17 имеет перфорированный сектор (то есть сектор окружности базовой трубы 17, который образует центральный угол α, см. фиг. 3) и сплошной сектор (оставшийся сектор окружности базовой трубы 17, который образует центральный угол β), причем оба этих сектора проходят, по существу, вдоль всей рабочей длины базовой трубы 17. Только перфорированный сектор имеет отверстия 17а, а сплошной сектор совсем не имеет отверстий. Хотя центральный угол α может меняться в широком диапазоне в зависимости от конкретной завершаемой скважины, предпочтительно α равен менее чем около 180° от всей окружности базовой трубы 17. То есть базовая труба 17 перфорирована на протяжении менее около 180° ее окружности. Однако для некоторых завершаемых скважин, где используются трубы относительно большого диаметра (например, наружная труба 18, имеющая наружный диаметр, составляющий 4 дюйма или более), α может превышать 180°.

В наиболее типичных завершаемых скважинах угол α будет значительно меньше 180° (например, менее чем около 45°) и в некоторых завершаемых скважинах перфорированный сектор базовой трубы 17 может состоять из одного ряда отверстий 17а, которые могли бы быть разнесены в продольном направлении одно над другим вдоль длины базовой трубы 17. Вновь, остальной сплошной сектор окружности базовой трубы 17 (образующий угол β на фиг. 3) является сплошным по ее длине и не имеет перфораций или отверстий.

Наружная труба 18 подобна базовой трубе 17 в том, что она также имеет перфорированный сектор (т.е. тот сектор окружности наружной трубы 18, который образует центральный угол α, см. фиг. 3) и сплошной сектор (оставшийся сектор окружности наружной трубы 18, которая образует центральный угол β), причем оба эти сектора проходят, по существу, вдоль рабочей длины наружной трубы 18. Вновь, только перфорированный сектор наружной трубы 18 имеет какие-либо отверстия 18а, а сплошной сектор не имеет отверстий. Отверстия 18а достаточно велики для неограниченного прохождения сквозь них потока жидкостей и частиц (например, песка) и, следовательно, шлам может легко протекать сквозь отверстия 18а в наружной трубе 18.

Как лучше видно на фиг. 3, когда базовая труба 17 и наружная труба 18 собраны, отверстия 17а в базовой трубе 17 будут фактически совпадать в радиальном направлении с отверстиями 18а в наружной трубе 18 для получения таким образом перфорированного добывающего сектора, сквозь который шлам может выходить в кольцевое пространство скважины в ходе операции завершения скважины, и сквозь который добываемые жидкости могут протекать в фильтр 10 после завершения интервала скважины, что будет более подробно описано ниже. Одновременно оставшийся сплошной сектор наружной трубы 18, образующий угол β, совмещен со сплошным сектором базовой трубы 17 для получения сплошного дополнительного канала, по которому шлам может доставляться на другой уровень в пределах завершаемого интервала.

Верхний и нижний концы кольцевого пространства 19 эффективно открыты для обеспечения беспрепятственного протекания шлама в кольцевое пространство. Предпочтительно, крышки или пластины 22 (только верхняя пластина показана) или подобные средства, имеющие сквозные отверстия 23, прикреплены к внутренней и наружной трубам и действуют как распорные элементы для удерживания, таким образом, труб в концентрическом взаимном положении с отнесением друг от друга. Отверстия 23, проходящие сквозь верхнюю пластину 22, которая находится над сплошным сектором, обеспечивают получение прямого входа для жидкости для гидравлического разрыва пласта/гравийного шлама в сплошной сектор кольцевого пространства 19 (т.е. в дополнительный канал фильтра). Кроме того, верхние части базовой трубы 17 и наружной трубы 18 могут проходить на отрезки 17Ь, 18Ь соответственно выше верхнего конца перфорированного сектора кольцевого пространства 19, на протяжении которых вся окружность обеих труб не имеет перфораций, то есть кольцевое пространство 19 ограничено неперфорированными или сплошными стенками в его верхнем конце над перфорированным сектором. Это позволяет шламу свободно протекать в кольцевое пространство 19, даже если бы в кольцевом пространстве 35 быстро формировалась пробка вблизи верхней части перфорированной секции инструмента 10.

При сборке скважинного инструмента 10 базовая труба 17 и наружная труба 18 соответственно снабжаются перфорациями для получения отверстий в их соответствующих перфорированных секторах, которые образуют центральный угол α, как описано выше. Вновь, величина центрального угла α будет зависеть от конкретного завершаемого интервала. Например, если из конкретного интервала ожидается большой объем добычи, будет требоваться перфорирование большего сектора соответствующих труб (т.е. больший угол α), чем когда прогнозируется меньший объем добычи. Кроме того, для уменьшения эрозии этих отверстий в ходе операции гидравлического разрыва пласта/заполнения гравием фильтра в соответствующих отверстиях могут закрепляться закаленные вставки (не показаны), см. патент США № 5842516, выданный 1 декабря 1998 г. и включенный сюда в качестве ссылочного материала.

Когда отверстия 17а выполнены в перфорированном секторе базовой трубы 17, вокруг ее наружной поверхности наматывают непрерывный отрезок проволоки 30. Каждый виток намотанной проволоки 30 немного отнесен от соседних витков для формирования зазоров или проходов (не показаны) для текучей среды между соответствующими витками проволоки, как это широко используют при изготовлении доступных на рынке проволочных фильтров, например, ВАКЕВ^ЕЬП Стауе1 Раск Зсгееик, Вакег 8аи6 Соп1го1. НоиЧоп. ТХ. Это позволяет текучим средам свободно протекать из кольцевого пространства 19 сквозь отверстия 17а в базовую трубу 17, но эффективно блокирует поток твердых частиц (например, песка). Хотя базовая труба 17 показана как труба, обмотанная проволокой, следует понимать, что в качестве базовой трубы могут использоваться другие известные элементы, допускающие поток жидкостей, но блокирующие поток твердых частиц, например хвостовики с щелевидными продольными отверстиями, имеющие щели надлежащих разме ров, фильтрующий материал, отличный от проволоки, для закрывания отверстий 17а и т.д.

Наружная труба 18 располагается поверх базовой трубы 17, и они обе удерживаются с отнесением друг от друга перфорированными пластинами 22 (показана только верхняя пластина) или подобными средствами. По меньшей мере, одно входное отверстие 23 расположено так, чтобы формировать вход в сплошной сектор или дополнительный канал кольцевого пространства 19. Будет понятно, что если в конкретном завершаемом интервале скважины используют больше одного отрезка или звена 15 скважинного фильтра 10, выход из кольцевого пространства верхнего звена будет иметь жидкостное сообщение с входом 23 соседнего нижнего звена таким образом, что дублирующий канал будет непрерывным по всей длине скважинного фильтра 10.

В работе фильтр 10 собирают и опускают в ствол 11 скважины на спусковой колонне 16, пока он не будет располагаться смежно с пластом 12, и устанавливают пакер 28, как предполагается в данной области техники. Шлам, как показано стрелками 33, из жидкости для гидравлического разрыва пласта и гравия закачивают вниз по спусковой колонне 16 и через выходные окна 32 переходном соединении 34. Шлам 33 будет протекать через входное отверстие 23 в пластине 22 непосредственно в сплошной сектор α с дополнительным каналом кольцевого пространства 19. В некоторых случаях весь поток шлама 33 может направляться в верхнюю часть кольцевого пространства 19 (например, во входное отверстие или отверстия 23) через коллектор 37 или подобное средство. В других завершаемых интервалах скважины шлам 33 может также направляться одновременно в кольцевое пространство 35 скважины, которое окружает скважинный фильтр 10, что типично для известного завершения скважины этого типа.

Когда шлам 33 (например, жидкостьноситель, в которой взвешены твердые частицы, такие как песок) протекает в кольцевое пространство 19, он не может выходить из сплошного сектора с дополнительным каналом непосредственно в кольцевое пространство 35 скважины, поскольку наружная труба 18 не имеет отверстий в этом секторе. Соответственно, для того, чтобы сплошной сектор кольцевого пространства 19 эффективно действовал как дополнительный канал для шлама, необходимо замедлять скорость утечки жидкости-носителя из шлама, когда он находится в сплошном секторе кольцевого пространства 19, и когда шлам протекает по окружности из сплошного сектора в перфорированный сектор кольцевого пространства 19. Предпочтительно, это осуществляется посредством использования вязкой жидкостиносителя для формирования шлама (то есть жидкости, имеющей вязкость не менее 20 сП при скорости сдвига 100 с^-1). Конечно, вязкость жидкости-носителя может быть существенно более высокой (то есть сотни или даже тысячи сП), как необходимо для сдерживания скорости потери жидкости из шлама.

Когда шлам поступает в перфорированный сектор кольцевого пространства 19 либо непосредственно из переходного соединения 34, либо по окружности из сектора дублирующего канала кольцевого пространства 19, шлам будет вытекать из отверстий 18а в наружной трубе 18 в кольцевое пространство 35 скважины, где шлам будет разрывать пласт 12, и песок, содержащийся в нем, будет удерживать от смыкания трещины в пласте и/или осаждаться в кольцевом пространстве 35 скважины для формирования гравийного фильтра вокруг инструмента 10. Кроме того, когда шлам протекает в перфорированный сектор кольцевого пространства 19, жидкость-носитель начинает уходить в пласт или через отверстия 17а в базовой трубе 17. Это вызывает начало заполнения перфорированного сектора кольцевого пространства 19 песком из шлама. Когда это происходит, в кольцевом пространстве 35 скважины вероятно уже будет сформирована песчаная пробка.

Когда песчаная пробка начинает расти назад в сплошной сектор кольцевого пространства 19, высокая вязкость жидкости-носителя значительно замедляет дальнейшую утечку по окружности сквозь намытую песчаную пробку внутри кольцевого пространства 19. Теперь продолжающаяся закачка шлама в сплошной сектор кольцевого пространства 19 вытесняет шлам вниз, в местоположение, где еще не сформирована песчаная пробка внутри перфорированного сектора кольцевого пространства 19, таким образом, увеличивая длину завершаемого интервала в кольцевом пространстве 35 скважины.

Сектор с дополнительным потоком кольцевого пространства 19 сохраняется открытым благодаря медленному намыванию песчаной пробки по окружности внутри кольцевого пространства 19 и благодаря относительно высокой скорости жидкости в остальном открытом секторе кольцевого пространства 19. Таким образом, дополнительный канал образован и поддерживается внутри кольцевого пространства 19 гидравликой, которая непрерывно отклоняет шлам вниз в кольцевом пространстве 19 в значительной степени таким же образом, как это делается механически перфорированными шунтовыми трубами, соответствующими известному уровню техники, фильтров с дополнительным потоком этого типа.

Отмечено, что в некоторых случаях утечка жидкости-носителя из шлама может продолжаться в сплошном секторе с дополнительным каналом кольцевого пространства, которая, в свою очередь, может в итоге закрывать или образовывать перемычку, таким образом, блоки11 руя какой-либо дальнейший поток через него шлама. Соответственно, настоящее изобретение вероятно найдет большее использование при завершении относительно более коротких интервалов (например, около 150 футов или менее), чем те, которые могут завершаться с использованием фильтров, в которых используют ся шунтовые трубы для образования дополнительных каналов для шлама. Однако фактическая длина, которая может завершаться с использованием фильтра, соответствующего настоящему изобретению, может увеличиваться посредством повышения вязкости жидкостиносителя, используемой в шламе, уменьшения размеров и проницаемости песка в шламе, увеличения скорости нагнетания шлама, уменьшения ширины кольцевого пространства 19 и т.д.

Кроме того, конструкция перфорированного сектора базовой трубы 17 может также влиять на длину интервала, который может завершаться с использованием настоящего изобретения. То есть, если утечка жидкости-носителя через отверстия в базовой трубе 17 может быть ограничена, длина завершаемого интервала может увеличиваться. Например, как здесь показано, проволоку 30, предпочтительно, наматывают непосредственно на базовую трубу вместо намотки на распорные элементы, как обычно практикуется в известных фильтрах этого типа. Это предотвращает утечку жидкости-носителя, находящейся в сплошном секторе кольцевого пространства 19, между витками проволоки и вокруг базовой трубы 17 в перфорированный сектор кольцевого пространства.

Даже когда проволока 30 намотана непосредственно вокруг поверхности базовой трубы 17, утечка жидкости-носителя из шлама в сплошном секторе кольцевого пространства 19 может дополнительно сдерживаться посредством заполнения зазоров (то есть проходов для потока) между витками проволоки 30, которые уложены в сплошном секторе, уплотнителем (например, эпоксидной смолой, битумом и т.д.) для блокирования таким образом любого побочного потока жидкости-носителя между витками и вокруг базовой трубы в перфорированный сектор кольцевого пространства 19. Кроме того, размер и количество отверстий 17а в базовой трубе 17 или прорезей в хвостовике с щелевидными продольными отверстиями, когда такой хвостовик используют в качестве базовой трубы, могут ограничиваться до минимума, требуемого для приема ожидаемого объема добываемых жидкостей, когда скважина будет завершена и введена в эксплуатацию.

Когда интервал скважины завершен, переходное соединение и спусковую колонну удаляют и заменяют эксплуатационной колонной (не показана). Текучие среды из пласта 12 будут протекать сквозь перфорации 14 в обсадной колонне 13, сквозь вновь уложенный гравийный фильтр (не показан), сквозь отверстия 18а в на ружной трубе 18, между витками проволоки 30, сквозь отверстия 17а и в базовую трубу 17 для подачи на поверхность по эксплуатационной колонне. Будет понятно, что в этот момент кольцевое пространство 19 между трубами также может быть заполнено песком, но это не будет проблемой, поскольку песчаное заполнение внутри кольцевого пространства 19 позволит фильтру 10 работать в значительной степени в качестве предварительно заполненного фильтра, в котором песок в кольцевом пространстве 19 позволяет добываемым текучим средам свободно проходить сквозь него, но в то же время блокирует прохождение в базовую трубу 17 любых нежелательных твердых частиц.

Claims (9)

1. Скважинный фильтр, содержащий базовую трубу, имеющую перфорированный сектор ее окружности, образующий центральный угол α и проходящий, по существу, по длине базовой трубы и имеющий выполненные в нем отверстия, и сплошной сектор ее окружности, образующий центральный угол β и проходящий, по существу, по длине базовой трубы и являющийся сплошным, без отверстий, наружную трубу большего диаметра, расположенную поверх базовой трубы, таким образом, формируя кольцевое пространство между ними, и имеющую перфорированный сектор ее окружности, по существу, образующий центральный угол α, проходящий, по существу, по длине наружной трубы и имеющий выполненные в нем отверстия, и сплошной сектор ее окружности, по существу, образующий центральный угол β, проходящий, по существу, по длине наружной трубы и являющийся сплошным, без отверстий, при этом перфорированный сектор и сплошной сектор наружной трубы совмещены в радиальном направлении с перфорированным сектором и сплошным сектором базовой трубы соответственно при сборке труб, для получения, таким образом, перфорированного добывающего сектора и сплошного сектора с дополнительным каналом, соответственно, внутри кольцевого пространства, средство, обеспечивающее поток текучих сред сквозь отверстия в перфорированном секторе базовой трубы, но блокирующее прохождение сквозь них потока твердых частиц, и входное отверстие в верхнем конце кольцевого пространства, обеспечивающее поток шлама, содержащего твердые частицы, в кольцевое пространство, в котором шлам будет протекать по окружности из сплошного сектора с дополнительным каналом в перфорированный добывающий сектор кольцевого пространства и наружу через отверстия, расположенные по длине перфорированного сектора наружной трубы.

2. Скважинный фильтр по п.1, в котором центральный угол α составляет меньше 180°.

3. Скважинный фильтр по п.1, в котором центральный угол α составляет меньше 45°.

4. Скважинный фильтр по п.1, в котором ширина кольцевого пространства составляет меньше чем около 1 дюйма.

5. Скважинный фильтр по п.4, в котором ширина кольцевого пространства составляет от около 1/8 до около 1/4 дюйма.

6. Скважинный фильтр по п.1, в котором трубы расположены концентрически относительно друг друга.

7. Скважинный фильтр по п.1, в котором средство, обеспечивающее поток текучих сред сквозь отверстия в базовой трубе, содержит непрерывный отрезок проволоки, намотанной вокруг окружности базовой трубы, причем каж дый виток проволоки расположен на расстоянии от соседних витков для образования, таким образом, проходов для текучих сред между витками проволоки.

8. Скважинный фильтр по п.7, содержащий средство для уплотнения частей прохода для текучей среды между витками проволоки, которые находятся в пределах сплошного сектора с дополнительным каналом кольцевого пространства.

9. Скважинный фильтр по п.1, в котором шлам содержит жидкость, имеющую вязкость, составляющую не менее, чем около 20 сП, и твердые частицы.