在地下井中使用的串聯構造的可變流動限制器制造技術

一種可變流阻系統，可包括渦流裝置，流體成分通過渦流裝置的流阻取決于流體成分在渦流裝置的入口處的旋轉。另一系統可包括從第一渦流裝置的出口接收流體成分的第二渦流裝置，流體成分通過第二渦流裝置的流阻取決于流體成分在出口處的旋轉。另一系統可包括：第一渦流裝置，其響應流體成分的速度的增大，引起流體成分在出口處的旋轉增大；以及第二渦流裝置，其從出口接收流體成分，通過第二渦流裝置的流阻取決于流體成分在出口處的旋轉。

【技術實現步驟摘要】
【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行的操作，而在以下描述的示例中，更具體地提供串聯構造的可變流動限制器。
技術介紹
在產烴井(hydrocarbon production well)中，能夠調節流體從地層進入井眼的流體流動是非常有益的。這種調節可服務于眾多目的，包括防止水或氣錐、最小化產砂量、最小化產水量和/或產氣量、最大化產油量和/或產氣量、在多個帶(zone)間平衡產量，等坐寸ο在注入井中，典型地期望將水、蒸汽、氣體等均勻地注入多個帶內，使得烴均勻地通過地層移動，而被注入的流體不會過早穿透到生產井眼。因此，對于注入井來說，調節流體從井眼進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
中的進步是符合期望的，而且這類進步在大量的其他情況下也將是有益的。
技術實現思路
在以下公開的內容中，提供一種可變流阻系統，其為調節井中流體流動的
帶來了改進。以下描述了一個示例，其中，流經渦流裝置的阻力取決于流體成分在進入渦流裝置時的旋轉。還描述了另一示例，其中，多個渦流裝置被串聯連接。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可變流阻系統。該系統可包括渦流裝置，流體成分流經該渦流裝置。流體成分通過渦流裝置的流阻取決于流體成分在渦流裝置的入口處的旋轉。在另一方案中，以下描述的可變流阻系統可包括具有出口的第一渦流裝置以及從第一渦流裝置的出口接收流體成分的第二渦流裝置。流體成分通過第二渦流裝置的流阻取決于流體成分在第一渦流裝置的出口處的旋轉。在又一方案中，可變流阻系統可包括第一渦流裝置，其響應流體成分的速度的增大，引起流體成分在第一渦流裝置的出口處的旋轉增大；以及第二渦流裝置，其從第一渦流裝置的出口接收流體成分。流體成分通過第二渦流裝置的流阻取決于流體成分在第一渦流裝置的出口處的旋轉。在認真考慮以下代表性示例和附圖的詳細描述時，這些及其他特征、優點和益處將變得對本領域技術人員明顯，相同的元件在各圖中使用相同的附圖標記指示。附圖說明圖1是能夠體現本專利技術的原理的井系統的示意性局部剖視圖。圖2是可在圖1的井系統中使用的井篩和可變流阻系統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的一個構造的示意性“展開”的剖視圖。圖4是可變流阻系統的另一構造的示意性剖視圖。圖5是沿圖4中的線5-5截取的可變流阻系統的示意性剖視圖。圖6A和圖6B是圖4的可變流阻系統的示意性剖視圖，示出了因流體成分的特性的改變造成的流阻的改變。具體實施例方式圖1代表性地示出了能夠體現本專利技術的原理的井系統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套管區段14，以及穿過地層20延伸的大體水平的未套管區段18。管柱(tubularstring)22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與井眼區段18之間徑向地形成的環空28封堵起來。按這種方式，流體30可經由環空28 (這些環空位于相鄰的成對的封隔器26之間)的隔離部分而從地層20的多個間隔區或帶產出。位于每對相鄰的封隔器26之間的井篩24和可變流阻系統25在管柱22中互連。井篩24過濾從環空28流入管柱22內的流體30。可變流阻系統25基于流體的某些特性，來可變地限制流體30流入管柱22內的流量。在此應注意，圖中示出的及本說明書在此描述的井系統10只不過是能夠利用本專利技術的原理的許多井系統中的一個示例。應清楚地理解，本專利技術的原理絕不限于圖中示出的或本說明書描述的井系統10或井系統的部件的任何細節。例如，井眼12并非必須包括大體豎直的井眼區段14或大體水平的井眼區段18才算符合本專利技術的原理。流體30未必必須僅從地層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25并非必須與單個井篩24結合使用。可使用任何數量、設置方式和/或組合的這些部件。并非任何可變流阻系統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，而不流經井篩24。井篩24、可變流阻系統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的未套管區段14、18中。根據本專利技術的原理，井眼12中的任何區段可設有套管或不設有套管，管柱22的任何部分可位于井眼的未套管或套管區段中。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這些示例的任何細節。而是，利用從本說明書獲得的知識，那些原理能夠應用于許多其他示例。本領域技術人員應理解，能夠調節從地層20的每個帶進入管柱22內的流體30的流量是有益的，例如用以防止地層中的水錐32或氣錐34。井中的流量調節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25的示例可通過以下方式來提供這些益處:如果流體的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、防止水錐或氣錐等);和/或如果流體粘度減小至選定水平以下，則增大流阻(例如由此限制產油井中不期望流體例如水或氣之類的流量)。如本文使用的，術語“粘度”被用來表示任何流變特性，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，則油是期望流體，而水和氣是不期望流體。如果期望從井中產出氣，但不產出水或油，則氣是期望流體，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。如果氣體正在流動，則使用傳統技術難以限制氣體的流動，傳統技術典型地包括在氣流中插入小直徑通道、孔口等。不幸的是，這些裝置在氣體而不是油或其他流體流動時能夠增大體積流量(volumetric flow rate),并能夠導致腐蝕問題。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，當本文使用術語“氣體”時，超臨界相、液相、凝聚相和/或氣相均包括在該術語的范圍內。現在再參照圖2，其代表性地示出了可變流阻系統25之一和井篩24之一的一部分的放大比例的剖視圖。在該示例中，流體成分36 (可包括一種或多種流體，例如油和水、液態水和蒸汽、油和氣、氣和水、油、水和氣等)流入井篩24內，由此被過濾，然后流入可變流阻系統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二者。作為另一示例，流體成分中可組合有油、水和/或氣。基于流體成分的一個或多個特性(例如粘度、速度等)，流體成分36通過可變流阻系統25的流量受到限制。流體成分36然后從可變流阻系統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10的多個元件(例如在注入操作中)，單個可變流本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.09.10 US 12/879,8461.一種在地下井中使用的可變流阻系統，所述系統包括: 渦流裝置，流體成分流經所述渦流裝置；而且 其中，流體成分通過所述渦流裝置的流阻取決于流體成分在至所述渦流裝置的入口處的旋轉。2.按權利要求1所述的系統，其中，響應流體成分在至所述渦流裝置的所述入口處的旋轉的增大，流體成分通過所述渦流裝置的流阻增大。3.按權利要求1所述的系統，其中，響應流體成分的粘度的減小，流體成分在所述入口處的旋轉增大。4.按權利要求1所述的系統，其中，響應流體成分的速度的增大，流體成分在所述入口處的旋轉增大。5.按權利要求1所述的系統，其中，響應流體成分中期望流體與不期望流體之比的減小，流體成分在所述入口處的旋轉增大。6.按權利要求1所述的系統，其中，所述渦流裝置的出口包括另一渦流裝置的入口。7.按權利要求1所述的系統，其中，所述渦流裝置的入口包括另一渦流裝置的出口。8.按權利要求1所述的系統，其中，所述渦流裝置至少包括從另一渦流裝置的出口接收流體成分的第一通道和第二通道；而且其中，流體成分的分別流經所述第一通道和所述第二通道的比例差值取決于流體成分在所述出口處的旋轉。9.按權利要求8所述的系統，其中，響應流體成分的速度的增大，流體成分的流經所述第一通道和第二通道的比例 差值增大。10.按權利要求8所述的系統，其中，響應流體成分的流經所述第一通道和第二通道的比例差值的增大，流體成分在渦流室中的旋轉增大。11.一種在地下井中使用的可變流阻系統，所述系統包括: 第一渦流裝置，其具有出口 ；以及 第二渦流裝置，其從所述第一渦流裝置的出口接收流體成分，流體成分通過所述第二渦流裝置的流阻取決于流體成分在所述第一渦流裝置的出口處的旋轉。12.按權利要求11所述的系統，其中，響應流體成分的粘度的減小，流體成分在所述出口處的旋轉增大。13.按權利要求11所述的系統，其中，響應流體成分的速度的增大，流體成分在所述出口處的旋轉增大。14.按權利要求11所述的系統，其中，響應流體成分中...

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