[发明专利]具有侧壁流体出口的旋转运动引发式可变流阻系统及其在地层中的使用方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及特别在地下层内调节流体流动的系统和方法，并更具体地涉及旋转运动引发式可变流阻系统，其具有允许可变流阻系统相互流体连通地串联连接的侧壁流体出口。

背景技术

对穿透地层的井眼内的地层流体的流动进行调节常常是有益的。许多原因或目标使得必须进行这样的调节，例如包括预防水锥和/或气锥、最小化产水和/或产气、最小化产砂、最大化产油、平衡来自各种地下地带的产出、使各种地下地带之中的压力相等，等等。

同样地，调节例如水、蒸汽或气等注入流体在穿透地下层的井眼内的流动也是有益的。调节注入流体的流动例如对于控制注入流体在各种地下地带内的分布和/或预防注入流体引入当前的生产地带是特别有用的。

为了满足前述的需要已经开发了许多的不同类型的流阻系统。这些流阻系统中的许多是能够基于流体之间的一个或多个物理属性差异来限制一些流体比其它流体通行更好的可变流阻系统。能够决定流体通过可变流阻系统的流量的示例性物理属性包括例如粘度、速度和密度。根据流体或流体混合物的类型、成分和物理属性来限制通行，可变流阻系统能够布置为使得比不期望流体比率高的期望流体能够流经包含可变流阻系统的流路。

旋转运动对于变化地限制可变流阻系统内的流体流动特别地有效。在能够引发旋转运动的可变流阻系统中，流体混合物一般进入可变流阻系统内的室，使得流体混合物中的不期望成分比流体混合物中的期望成分获得更大的旋转运动。因此，不期望成分就要比期望成分穿过更长的流路，而不期望成分在可变流阻系统内的停留时间能够延长。通常，可变流阻系统被布置为使得离开可变流阻系统的流体通过室的底部的孔排出。尽管这种离开孔的布置对于在流体内引发涡旋式旋转运动特别有效，但是其明显使多个室相互线性串联的联接变得复杂。

具有底部离开孔的多个室能够串联连接而形成可操作的可变流阻系统，但是所得到的室的布置在空间利用方面效率低下。例如，图1A–1C示出多个具有底部离开孔的室相互串联的若干可能布置的侧向示意图。如图1A和1B所示，可变流阻系统1和3内的室5的底部离开孔9使其特别适于室的竖向的（图1A）或阶梯式竖向的（图1B）布置。在被限制的场所，例如井眼内，这样的布置在可用空间的利用方面存在问题。如图1C所示，可变流阻系统4内的具有底部离开孔的室可以、至少原理上可以大致水平地布置。然而，图1C中所示的室的大致水平布置因在相邻的室之间进行输送时要求流体竖向运动而存在问题。

发明内容

本发明主要涉及特别在地下层内调节流体流动的系统和方法，并更具体地涉及旋转运动引发式可变流阻系统，其具有允许可变流阻系统相互流体连通地串联连接的侧壁流体出口。

在一些实施例中，本发明提供一种可变流阻系统，包括：室，构造为引发流经的流体的旋转运动；流体入口，联接到室；以及流体出口，联接到室，允许流体通过室的至少一个侧壁离开。

在其它实施例中，本发明提供一种可变流阻系统，包括：多个室，相互流体连通地串联连接，每个室具有联接到每个室的流体入口和流体出口；其中至少一些室被构造为引发流经的流体的旋转运动；以及其中至少一些室的流体出口被构造为，允许流体通过室的至少一个侧壁离开。

在其它实施例中，本发明提供一种方法，包括：在未完成的井眼中安装井眼管；其中该井眼管包括与井眼管的内部呈流体连通的至少一个可变流阻系统，每个可变流阻系统包括：多个室，相互流体连通地串联连接，每个室具有联接到每个室的流体入口和流体出口；其中至少一些室被构造为引发流经的流体的旋转运动；以及其中至少一些室的流体出口被构造为，允许流体通过室的至少一个侧壁离开。

在阅读随后的优选实施例的描述以后，本发明的特征和优点对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。

附图说明

以下附图被包括在内是为了描述本发明的某些方案，并且不应被视为唯一的或优选的实施例。本领域普通技术人员能够在形式和功能方面对所公开的主题进行相当程度的修改、改变和等效替换，并具有本发明的益处。

图1A–1C示出多个具有底部离开孔的室相互串联的若干可能布置的侧向示意图。

图2示出本发明的可变流阻系统能够用在其中的井眼的局部截面示意图。