[发明专利]控制筛组件

说明书

技术领域

本发明主要涉及用于地下流体生产的控制筛，更具体地(不过并非一定是排他性地)涉及一种具有刚性构件的控制筛组件，该刚性构件包括为滤除介质与基管的内部流道之间提供流体连通的开口。

背景技术

经由贯穿地层的井眼可产出烃(hydrocarbon)。在一些情况下，地层可能未被固结，或者被松散地固结。这类地层中的诸如砂等颗粒材料会跟烃一起产出。颗粒材料的产出将带来许多问题。这些问题的实例包括地层表面产出的颗粒材料会对生产组件内的部件造成研磨性磨损、部分地或完全地堵塞生产层段(production interval)、及因坍塌到部分或全部的生产部件上而对生产组件造成损坏。

对邻近生产层段的井进行砾石充填能够帮助稳定该生产层段周围的地层，并有助于在颗粒材料进入产出管之前滤除颗粒材料。砾石充填可包括将防砂筛下降到工作管柱上的井眼内，到达最接近选定生产层段的位置。将包含液态载体和诸如砾石等材料的流体浆沿工作管柱泵送到在防砂筛与穿孔的井套管或裸眼生产区之间形成的井环状区(well annulus)内。砾石堆积在井环状区中以形成砾石充填。砾石充填对烃流体而言是高度地可渗透的，却能够挡住烃流体中携带的颗粒材料。砾石充填和防砂筛还能够稳定生产层段周围的地层以防止地层坍塌。

当沿工作管柱泵送流体浆时，由于会形成砂桥以及会面临其他难题，所以可能很难在选定的生产层段完成砾石充填。在问题可能较少的砾石充填之处可以用可扩张的防砂筛；可扩张的防砂筛可被置于井眼中，并可提供与砾石充填相似的过滤和地层稳定性。

一种可扩张的防砂筛是防砂筛组件；该防砂筛组件包括诸如高溶胀性橡胶等可溶胀材料，以及位于可溶胀材料的外部的过滤装置。可溶胀材料可被置于接近生产层段处，而且当被流体激活时会扩张以使过滤装置移动至井眼。这种组件包括开口，烃流体通过开口而被过滤装置引向基管。伸缩柱塞可被置于开口中，并可随着可溶胀材料扩张而支撑过滤装置。这种可扩张的防砂筛在过滤和提供地层稳定性方面颇为有效。

然而，在一些应用中，可溶胀材料会溶胀到开口中或以别的方式溶胀而部分或完全地阻挡基管的内部与外部之间的流体连通。阻挡流体连通会导致可溶胀材料部分或完全地堵塞基管的开口。为了缓解堵塞，需要对防砂筛进行再处理。再处理将花费相当的时间和金钱，因为其需要使烃的生产暂停相当长的一段时间，并需要重新将防砂筛置于在井眼中。

因此，期望能够对地层提供径向支撑并减少或消除堵塞现象的筛组件。期望消除或减少再处理现象的筛组件。

发明内容

本发明的某些实施例涉及筛组件，所述筛组件能够滤除来自含烃地层的烃流体中的颗粒材料，并减少或消除堵塞现象。减少或消除堵塞现象能够减少或消除对再处理的需求。筛组件可包括可溶胀材料，而无需在可溶胀材料中形成开口。特定的筛组件能够为贯穿地层的井眼提供稳定性。

在一个方案中，提出了一种能够被布置在洞眼中的筛组件。筛组件包括基管、刚性构件、可溶胀材料和过滤介质。基管包括带开口的侧壁部。刚性构件被布置在基管的第一部分的外部。刚性构件包括与基管的开口呈流体连通的开口。可溶胀材料被布置在基管的第二部分的外部。过滤介质至少部分地被布置在可溶胀材料的外部并与刚性构件的开口呈流体连通。响应于与激活流体接触，可溶胀材料会扩张并使过滤介质的至少一部分移向洞眼的表面。

在至少一个实施例中，筛组件包括柱塞，柱塞被布置在刚性构件的开口中并被联结到基管。柱塞包括被联结到过滤介质的伸缩部。当可溶胀材料扩张时，伸缩部能够从刚性构件的开口径向伸出。过滤介质能够过滤流体，并通过柱塞将流体引向基管的内流道。

在至少一个实施例中，筛组件包括位于过滤介质与刚性构件之间的材料。该材料包括不溶胀介质或低溶胀性介质中的至少一种。所述材料能够在过滤介质与刚性构件之间提供临时密封。在一些实施例中，上述材料包括橡胶。

在至少一个实施例中，可溶胀材料所响应的激活流体包括烃流体、水或气体中的至少一种。

在至少一个实施例中，过滤介质具有肾形、椭圆形、圆形或矩形中至少一种形状的横截面。

在至少一个实施例中，刚性构件是由金属、合成聚合物或不溶胀橡胶混合物中的至少一种制成的环。