在地下井中使用的自釋放插塞制造技術

一種在地下井中使用的流動控制系統(tǒng)，其可包括：流室，流體成分流經流室；以及插塞，其響應流體成分中期望流體與不期望流體之比的增大而被釋放。另一流動控制系統(tǒng)可包括：流室，流體成分流經流室；插塞；以及結構，其支撐插塞，但響應該結構由于流體成分而產生的退化退化，該結構釋放插塞。又一流動控制系統(tǒng)可包括：流室，流體成分流經流室；以及插塞，其響應流室中的流體成分的速度的增大而被釋放。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術大體涉及與地下井結合使用的設備和執(zhí)行的操作，而在以下描述的示例中，更具體地提供一種具有自釋放插塞的流動控制系統(tǒng)。
技術介紹
在產烴井(hydrocarbon production well)中，能夠調節(jié)從地層進入井眼內的流體流動是非常有益的。這種調節(jié)可服務于多種目的，包括阻止水或氣錐、最小化產砂量、最小化產水量、最大化產油量、在多個帶(zone)之間平衡產量，等等。在注入井中，典型地期望將水、蒸汽、氣體等均勻地注入到多個帶中，使得烴均勻地通過地層移動，而被注入的流體不會過早地穿透到生產井眼。因此，對于注入井來說，調節(jié)流體從井眼流入地層的能力也是有益的。因此應理解，在上述情況下，在井中控制流體流動的領域中的進步是符合期望的，并且這類進步在大量的其他情況下也將是有益的。
技術實現(xiàn)思路
在以下公開的內容中，提供一種流動控制系統(tǒng)，其為調節(jié)井中流體流動的
帶來改進。以下描述了一個示例，其中，流動控制系統(tǒng)與可變流阻系統(tǒng)相結合而使用。以下還描述了另一示例，其中，流動控制系統(tǒng)與流入控制裝置相結合而使用。在一個方案中，本專利技術為本
提供了 一種在地下井中使用的流動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括:流室(flow chamber),流體成分流經該流室，以及插塞,其響應流體成分中的不期望流體與期望流體之比的增大而被釋放。在另一個方案中，以下描述的流動控制系統(tǒng)可包括:流室，流體成分流經流室；插塞；以及一結構，其支撐插塞，但響應該結構由于流體成分而產生的退化(degrading),該結構釋放插塞。在又一個方案中，流動控制系統(tǒng)可包括:流室，流體成分流經該流室；以及插塞，其響應流室中的流體成分的速度的增大而被釋放。一旦仔細考慮以下對代表性示例的詳細描述和附圖，這些和其他的特征、優(yōu)點和益處對于本領域技術人員而言就將是顯而易見的，其中，在多個附圖中利用相同的附圖標記來指代相似的元件。附圖說明圖1是能夠體現(xiàn)本專利技術的原理的井系統(tǒng)的示意性局部剖視圖；圖2是可在圖1的井系統(tǒng)中使用的井篩和可變流阻系統(tǒng)的放大比例的示意性剖視圖；圖3A和圖3B是沿圖2中的線3_3截取的可變流阻系統(tǒng)的一個構造的示意性“展開”的剖視圖4A和圖4B是可變流阻系統(tǒng)的另一構造的不意性首I]視圖；圖5A到圖5C是可變流阻系統(tǒng)的另一構造的示意性剖視圖；圖6是可變流阻系統(tǒng)的又一構造的示意性剖視圖；圖7是可變流阻系統(tǒng)的另一構造的示意性剖視圖；圖8是可在圖1中的井系統(tǒng)中使用的井篩和流入控制裝置的示意性剖視圖；圖9A和圖9B是流入控制裝置的另一構造的示意性剖視圖；圖1OA和圖1OB是流入控制裝置的再一構造的示意性剖視圖。具體實施例方式圖1代表性地示出了能夠體現(xiàn)本專利技術的原理的井系統(tǒng)10。如圖1所示，井眼12具有從套管16向下延伸的大體豎直的未設套管區(qū)段14，以及穿過地層20延伸的大體水平的未設套管區(qū)段18。管柱22 (tubular string)例如為生產管柱(production tubing string),被安裝在井眼12中。多個井篩24、可變流阻系統(tǒng)25和封隔器26在管柱22中互連。封隔器26將在管柱22與井眼區(qū)段18之間徑向地形成的環(huán)空28封堵起來。以這種方式，流體30可經由環(huán)空28 (這些環(huán)空位于相鄰的成對的封隔器26之間)的隔離部分從地層20的多個間隔區(qū)或帶產出。位于每對相鄰的封隔器26之間的井篩24和可變流阻系統(tǒng)25在管柱22中互連。井篩24過濾從環(huán)空28流入管柱22內的流體30。可變流阻系統(tǒng)25基于流體的某些特性，來可變地限制流體30進入管柱22內的流量。在此請注意，圖中示出的以及本說明書在此描述的井系統(tǒng)10只不過是能夠利用本專利技術的原理的許多井系統(tǒng)中的一個示例。應清楚地理解，本專利技術的原理絕不限于圖中示出的或者本說明書描述的井系統(tǒng)10或其部件的任何細節(jié)。例如，井眼12并非必須包括大體豎直的井眼區(qū)段14或大體水平的井眼區(qū)段18才算符合本專利技術的原理。流體30并非必須僅從地層20產出，在其他示例中，流體可被注入地層，流體可既被注入地層又從地層產出等。井篩24和可變流阻系統(tǒng)25中的每一個并非必須位于一對相鄰的封隔器26之間。單個可變流阻系統(tǒng)25并非必須與單個井篩24結合使用。可使用任意數(shù)量、設置方式和/或組合的這些部件。并非任何可變流阻系統(tǒng)25都必須與井篩24 —起使用。例如，在注入操作中，注入流體可流經可變流阻系統(tǒng)25，而不流經井篩24。井篩24、可變流阻系統(tǒng)25、封隔器26或管柱22的任何其他部件并非必須被置于井眼12的未設套管區(qū)段14、18中。與本專利技術的原理一致，井眼12中的任何區(qū)段可設有套管或不設有套管，并且管柱22的任何部分可位于井眼的未設套管區(qū)段或設有套管的區(qū)段中。因此，應清楚地理解，本專利技術描述了如何形成和使用某些示例，但本專利技術的原理不限于那些示例的任何細節(jié)。而是，利用從本說明書獲得的知識，能夠將那些原理應用于許多其他示例。本領域技術人員應理解，能夠調節(jié)從地層20的每個帶進入管柱22內的流體30的流量是有益的，例如用以阻止在地層中的水錐32或氣錐34。井中的流量調節(jié)的其他用途包括但不限于:平衡來自多個帶的產出(或對多個帶的注入)、最小化不期望流體的產出或注入、最大化期望流體的產出或注入，等等。以下更充分地描述的可變流阻系統(tǒng)25的示例可通過以下方式來提供這些益處:如果流體速度增加到超過選定水平，則增大流阻(例如由此平衡多個帶間的流量、阻止水錐或氣錐等等);和/或如果流體粘度降低到選定水平以下，則增大流阻(例如由此限制產油井中諸如水或氣體之類的不期望流體的流量)。如在此使用的，術語“粘度”被用來指表示任何流變特性，包括運動粘度、屈服強度、粘塑性、表面張力、潤濕性等。流體是否是期望流體或不期望流體取決于正在進行的生產或注入操作的目的。例如，如果期望從井中產出油，但不產出水或氣體，則油是期望流體，而水和氣體是不期望流體。如果期望從井中產出氣體，但不產出水或油，則氣體是期望流體，而水和油是不期望流體。如果期望將蒸汽注入地層內，但不注入水，則蒸汽是期望流體，而水是不期望流體。請注意，在井下的溫度和壓力條件下，烴氣體實際上能夠完全地或部分地處于液相。因此，應理解，當本說明書中使用術語“氣體”時，超臨界相、液相、凝聚相和/或氣相均被包括在該術語的范圍內。現(xiàn)在再參考圖2，其代表性地示出了可變流阻系統(tǒng)25之一和井篩24之一的一部分的放大比例的剖視圖。在本示例中，流體成分36 (可包括一種或多種流體，如油和水、液態(tài)水和蒸汽、油和氣體、氣體和水、油、水和氣體，等等)流入井篩24內，因此被過濾，然后流入可變流阻系統(tǒng)25的入口 38內。流體成分可包括一種或多種不期望流體或期望流體。流體成分中可組合有蒸汽和水兩者。作為另一示例，流體成分中可組合有油、水和/或氣體。基于流體成分的一個或多個特性(如粘度、速度、密度等)，流體成分36通過可變流阻系統(tǒng)25的流量受到限制。流體成分36然后從可變流阻系統(tǒng)25經由出口 40被排放到管柱22的內部。在其他示例中，井篩24可不與可變流阻系統(tǒng)25結合使用(例如在注入操作中)，流體成分36可沿反方向流經井系統(tǒng)10的多個元件(例如在注入操作中)，單個可變流阻系統(tǒng)可與多個井篩結合使用，多個可變流阻系統(tǒng)可與一個或多個井篩一起使用，流體成分可從井中的不同于本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.09.14 US 12/881,2961.一種在地下井中使用的流動控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 流室，流體成分流經所述流室；以及 插塞，其響應流體成分中的不期望流體與期望流體之比的增大而被釋放。2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述插塞響應不期望流體與期望流體之比的增大而被自動地釋放。3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，不期望流體與期望流體之比的增大引起支撐所述插塞的結構的退化。4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，不期望流體與期望流體之比的增大引起支撐所述插塞的結構的腐蝕。5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，不期望流體與期望流體之比的增大引起支撐所述插塞的結構的侵蝕。6.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，不期望流體與期望流體之比的增大引起支撐所述插塞的結構的破損。7.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述插塞在被釋放時阻止通過所述流室的流動。8.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述插塞在被釋放時阻止從所述流室的入口到出口的流動。9.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，流體成分中的不期望流體與期望流體之比的增大源于流體成分中水的增加。10.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，流體成分中的不期望流體與期望流體之比的增大導致所述流室中的流體成分的速度的增大。11.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，流體成分中的不期望流體與期望流體之比的增大源于所述流體成分中的氣體的增加。12.一種在地下井中使用的流動控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 流室，流體成分流經所述流室； 插塞；以及 結構，其支撐所述插塞，但響應所述結構由于流體成分而產生的退化，所述結構釋放所述插塞。13.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述結構響應流體成分中的不期望流體與期望流體之比的增大而退化。14.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述插塞響應所述結構的退化而被自動地釋放。15.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，其中，流體成分中的不期望流體與期望流體之比的增大引起所述結構...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：賈森·D·戴克斯特拉，約翰·C·加諾，
申請(專利權)人：哈利伯頓能源服務公司，
類型：
國別省市：