[发明专利]用于控制井眼进水的设备和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求作为提交于2008年8月14日的美国专利申请序列No.12/191921、提交于2007年10月12日的美国专利申请序列No.11/871685和提交于2007年10月19日的美国专利申请序列No.11/875669的部分继续申请的美国专利申请No.12/533508的优先权。

技术领域

本发明通常涉及用于选择性或自适应控制流体流入井眼的设备和方法。

背景技术

利用钻入地层中的井眼从地层中开采诸如油和气的烃。这种井典型地通过沿着井眼长度放置套管和对与每个这类开采区相邻的套管进行穿孔将地层流体(例如烃)抽入井眼中而完成。这些开采区有时通过安装在开采区之间的封隔器彼此隔开。从每个开采区进入井眼的流体被抽吸入延伸至地面的油管中。人们希望沿着开采区具有大体上均匀的排放。不均匀的排放会引起不希望的情况发生，例如侵入性气锥或水锥。在采油井的情况下，例如，气锥会导致气体流入井眼中，这会显著减少石油开采。与此相类似，水锥会使水流入开采的油流中而降低所开采的油的数量和质量。因此，人们希望在开采区内提供均匀排放和/或在承受不希望的水和/或气体入流的开采区内提供有选择地截止或减少入流的能力。

本发明解决了现有技术中的这些及其他需求。

发明内容

在多个方面中，本发明提供了用于控制流体流入井眼的设备。在一个实施例中，该设备可以包括具有一个或更多个通道的管件和由颗粒及亲水材料形成的流量控制装置，所述流量控制装置配置为沿着相对于管件纵向轴线的径向方向接收地层流体。在另一实施例中，该设备可以包括入流控制装置，该入流控制装置包括将来自地层的流体输送至井眼管件的孔中的多个流动路径。两条或多条流动路径从液压原理上来说可并联定位以允许流体以并联方式流动。反应介质可以布置在两条或多条流动路径中。反应介质可以通过与选定流体反应而改变渗透率。在实施例中，反应介质可以与水反应。在一些应用中，一流动路径可以与并联流动路径串联。在实施例中，所述设备可以包括流量控制元件，在所述流量控制元件中形成有从液压原理上来说并联的流动路径。在多个方面中，反应介质可以包括相对渗透率改性剂。在实施例中，反应介质可以在来自地层的流体的含水率增大时增大流动阻力，并且在来自地层的流体的含水率减小时减小流动阻力。反应介质可以配制为改变与流动路径相关的参数。示例性参数包括但不限于渗透率、曲率、湍流度、粘性和流动截面积。

在多个方面中，本发明提供了用于制造流量控制装置的方法。在一个方面，所述方法可以包括提供由反应介质形成的流量控制装置，所述流量控制装置邻近所述管件并且配置为在放入井眼中时接收沿相对于管件纵向轴线以大体上径向方向流动的地层流体，其中，所述反应介质配置为控制流体流入井眼。在另一方面，本发明提供了控制流入井眼的流体流量方法，其可以包括经由多个流动路径将来自于地层的流体输送到井眼管件中；和利用布置在两条或多条流动路径中的反应介质控制多个流动路径中的流动阻力。两条或多条流动路径从液压原理上来说可并联定位。在多个方面中，所述方法还可包括就地重新配置反应介质。

在多个方面中，本发明进一步提供了用于控制来自于地下地层中的流体的流量的系统。所述系统可以包括：井眼管件，该井眼管件具有配置为将来自于地下地层的流体输送至地面的孔；布置在井眼中的入流控制装置；形成在入流控制装置中的液压回路，其将来自于地层的流体输送至井眼管件的孔中；和布置在液压回路中的反应介质，该反应介质通过与选定流体反应而改变渗透率。液压回路可以包括两或多条从液压原理上来说是并联的流动路径。在多个方面中，所述系统可以包括就地配置反应介质的配置工具。液压回路可以包括与第二组并联流动路径串联的第一组并联流动路径。

应当理解，上文已经对具有本发明的更重要特征的实例进行了相当广义的概括，以便更好地理解下文对其进行的详细说明，并且可以认识到对现有技术的贡献。当然，本发明还存在附加特征，其将在下文进行描述并且形成所附权利要求的主题。

附图说明

在结合附图并阅读下列详细说明的情况下，本发明的优点和更多方面会被本领域普通技术人员所认识并变得显而易见，在所述附图中的多幅附图中，相同的参考符号表示相同或类似的元件，其中：

图1是安装有根据本发明一个实施例的入流控制系统的示例性多区带井眼和开采组件的示意性立面图；

图2是安装有根据本发明一个实施例的入流控制系统的示例性裸井开采组件的示意性立面图；

图3是根据本发明的一个实施例制造的示例性开采控制装置的示意性剖视图；