[发明专利]井底完井模块

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种井底完井结构的井下模块化方法，以实现诸如层位封隔、流入、流出、可选监测和/或沙管理的多种功能。

背景技术

完成的井通常包括井底完井结构(lower completion)，用于连通和控制井产流体的产生。井底完井结构例如可包括用于隔离开多个产区的封隔器、用于管理沙产生的过滤网、和流入控制装置。

沙过滤网限制微粒或“沙”的产生。井中的沙的产生必需被控制，以延长井的寿命。一种控制沙产生的方法是在井中安装过滤网，且在过滤网周围形成基体，以从产生的井产流体中滤除沙子。典型的沙过滤网由圆柱形网形成，所述圆柱形网与产生井产流体的井眼大致同心。跞石充填在环绕着沙过滤网的环形区域。产生的井产流体流过跞石、进入沙过滤网、且经由连接到沙过滤网的管件通向井口。

流入控制装置调节井产流体流入井底完井结构的速率。在没有补偿的情况下，沿着沙过滤网的流动分布是非均匀的，这是因为沙过滤网两侧的压降固有性地沿着其长度变化。非均匀的井产流体流动分布可引起多种生产问题。因此，为了实现更均匀的流动分布，流入装置可沿着长度设置，以改变流体流动分布。流入控制装置也可例如用于切断产水层的生产。

发明内容

在本发明的一个实施例中，技术方案包括：将作为一个单元的井底完井模块(lower completion module)安装在井中。井底完井模块包括流动控制机构、环形封隔器和沙过滤网。

在本发明的另一个实施例中，可用于井的设备包括具有多个接头的单元，所述多个接头用于将所述单元连接到管柱。所述单元还包括环形封隔器、过滤网、和流动控制机构。

通过附图、所作的描述和权利要求书，本发明的优点和其他特征将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的井底完井模块的示意图。

图2是流程图，示出了根据本发明的一个实施例的用于将构件安装在井中的技术。

图3、4和5是井的示意图，示出了可适用于根据本发明的实施例的井底完井模块的不同结构。

具体实施方式

参看图1，根据本发明的井底完井模块的实施例10包括过滤网60，其从井的生产层接收进入的井产流体流80。根据本发明的一些实施例，过滤网60环绕着模块10的内导管或中心管(base pipe)100。过滤网60、中心管100和井底完井模块10与纵向轴线11大致同轴。在过滤网60与中心管100的外表面之间形成的环形区域90接收进入的井产流体。与一些传统过滤网不同，井产流体不是通过由过滤网60限定出的开口进入到中心管100。而是井底完井模块10包括流动控制机构50，所述流动控制机构50从过滤网60纵向偏移，且控制环形区域90与中心管100的中心通道101之间的流体连通。

根据本发明的特殊实施例，流动控制机构50可采用多种形式。作为示例，流动控制机构50可以是阀(因此，具有受控的、可变的横截面流通面积)，或可以是具有固定横截面流通面积的孔眼。流动控制机构50可以是节流口，例如固定节流口或可变节流口。作为另一个示例，流动控制机构50可以是水或气体截流阀。不管流动控制机构50的特殊形式如何，机构50控制环绕着中心管100的环形区域90与中心管100的中心通道之间的连通。因此，当流动控制机构50使得环形区域90与中心通道101之间连通时，进入的井产流体流80进入过滤网60，且通向环形空间90，以形成沿着纵向轴线11的环形流93。纵向流93流过流动控制机构50，并流入中心管100的中心通道101，以形成至井面的流98。

根据本发明的一些实施例，流动控制机构50可通过从井面传送的有线或无线激励控制。在这点上，根据本发明的一些实施例，控制线(图1中未示出)可将电信号或液压信号传送到流动控制机构50，用于打开和关闭流动控制机构50、以及改变机构50的横截面流路等。可选地，诸如电磁激励、地震激励(seismic stimulus)或压力脉冲(作为示例)的无线刺激可从井面或井的其他部分远程传送，用于控制流动控制机构50的操作。

根据本发明的一些实施例，井底完井模块10可包括接口器件(interface)41(例如，基于传感器的接口器件)，以探测传送到模块10的用于控制流动控制机构50的编码指令激励。通过采用这种方式，在本发明的一些实施例中，接口器件41响应于编码指令激励可产生合适的信号，以控制流动控制机构50。