[发明专利]用于确定井眼密封的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于形成于地层中的井眼中的密封系统，其中从地层产出的流体流通过井眼流到地面。

背景技术

用于生产碳氢化合物流体的井眼通常具有一个或多个密封系统，例如设置用于密封套管和生产管之间的环形空间或者生产衬管和井眼壁之间的环形空间的封隔器，和一个或多个位于套管和井眼壁之间或者不同直径的套管段之间的水泥层。

套管段通常通过水泥层密封到井眼壁。然而，众所周知的是，在水泥固化过程中，由于水泥的收缩，水泥不总是提供希望程度的密封。

由于这种收缩，可能在水泥层中出现微环隙，该微环隙为井眼中的流体形成不希望的迁移路径。

此外，已经提出了通过环形密封装置来密封位于设置在井眼中的管状元件和在该管状元件周围延伸的壁(例如井眼壁)之间的环形空间，该环形密封装置是由在接触地层水或从地层产生的碳氢化合物流体时膨胀的弹性体材料制成的封隔器形式。该封隔器在被下放到井眼中之前固定地连接到管状元件的外表面上，其后封隔器连接到其上的管状元件被下放到井眼中。当地层水和/或碳氢化合物流体流入环形空间中时，该弹性体材料膨胀以使得封隔器扩张从而密封环形空间。虽然这种密封方法已经提供了良好的结果，但是一个问题是密封装置在弹性体材料膨胀之后可能不充分密封，弹性体的膨胀还没有完成或者弹性体材料可能没有充分暴露于水和/或碳氢化合物流体中以确保弹性体材料充分膨胀。再者，如果待密封的空间具有不规则形状，则可能很难充分密封。例如，如果密封装置要密封抵靠井眼壁，在井眼具有在钻井过程中出现的冲蚀井段的情况下，则可能妨碍充分密封。

EP 0816631 B1公开了一种井眼系统，其中生产管道设有包括示踪材料的涂层，该示踪材料被在位于一对封隔器密封元件之间的井段中进入生产管道的产出流体流吸收。

发明内容

需要一种用于形成于地层中的井眼中的改进的密封系统，其中从地层产出的流体流通过井眼流到地面。

根据本发明，提供了一种用于形成于地层中的井眼中的密封系统，其中从地层产出的流体流通过井眼流到地面，该密封系统包括：设置成将井眼的选定部分与产出流体流密封隔开的密封装置；设置成被经由选定的井眼部分进入产出流体流的来自地层的流体吸收的化合物；和能用来检测产出流体流中的所述化合物的检测装置。

利用本发明的系统，实现了可通过确定所述化合物是否存在于产出流体流中来确定密封装置的充分密封性。因此，如果检测装置指示出所述化合物存在于产出流体流中，则可断定来自地层的流体经由选定的井眼部分进入产出流体流，并且断定密封装置没有恰当密封。相反地，如果检测装置指示出所述化合物不存在于产出流体流中，则可断定密封装置恰当密封。

适当地，所述化合物包括在密封装置中，并且密封装置被设置为与经由选定的井眼部分进入产出流体流的来自地层的所述流体接触。

在一个优选实施例中，密封装置可在作用模式和不作用模式之间移动，在作用模式中，密封装置防止来自地层的流体经由选定的井眼部分进入产出流体流中，在不作用模式中，密封装置允许来自地层的流体经由选定的井眼部分进入产出流体流中。

为了使该密封装置容易启动，密封装置优选包括一种在与选定流体接触时膨胀的可膨胀材料，并且密封装置通过可膨胀材料的膨胀从不作用模式运动到作用模式。

适当地，所述可膨胀材料包括弹性体，所述选定流体包括例如从地层产出的流体。

本发明的系统可包括多个所述密封装置、多个所述选定的井眼部分和多种所述化合物，其中对于每一个所述选定的井眼部分，设置相应的密封装置来将选定的井眼部分与产出流体流密封隔开，并且设置相应的一种所述化合物来被经由选定的井眼部分进入产出流体流的来自地层的流体吸收，并且检测装置能用来检测产出流体流中的每一种所述化合物。

为了允许容易地确定一个或多个密封装置是否泄漏，适当地，所述化合物具有可由检测装置检测出的互不相同的特征。因此，在流体通过密封装置渗漏的情况下，检测装置能够确定哪个密封装置泄漏了。

优选地，所述化合物选自卤代羧酸和卤代醇，例如卤代癸酸或卤代癸醇。

更优选地，所述化合物选自氯代羧酸和氯代醇，例如氯代癸酸或氯代癸醇。

附图说明

下文将参考附图以举例的方式更详细地描述本发明，其中：

图1示意性显示了本发明系统的一个实施例，其中可膨胀封隔器设置在井眼中；

图2示意性显示了某些可膨胀封隔器膨胀之后的图1的系统。

在附图中，相同的部件具有相同的附图标记。