[发明专利]具有循环感应结构以可变地阻止地下井中的流动的可变流阻系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2010年6月2日提交的在先美国专利申请序列号第12/792146号的部分继续申请。本申请还涉及2010年2月4日提交的在先美国专利申请序列号第12/700685号，其为2009年8月18日提交的美国专利申请序列号第12/542695号的部分继续申请。为了所有目的，这些在先申请的全部内容在此通过援引并入。

技术领域

本发明大体涉及与地下井（subterranean well）结合使用的设备和所执行的操作，且在以下描述的示例中，本发明更具体地用于可变地阻止地下井中的流动。

背景技术

在烃生产井（hydrocarbon production well）中，在许多情况下能够调节从地层到井眼内的流体流量都是非常有益的。这种调节能够服务于多个目的，包括防止水或气锥、最小化产砂量、最小化产水量和/或产气量、最大化产油量和/或产气量、在多个带（zone）之间平衡生产量等。

在注入井（injection well）中，典型地期望将水、蒸汽、气体等均匀地注入多个带内，使得烃穿过地层均匀地位移，被注入流体不会过早突破到生产井眼。因此，调节从井眼到地层内的流体流量的能力也能够有益于注入井。

因此应理解，在上述情况下，可变地限制井中的流体流量的技术的进步是符合期望的，而且在许多其他情况下这类进步也是有益的。

发明内容

在以下内容中，提供一种可变流阻系统，其为调节井中流体流量的技术带来多种改进。以下一个示例描述的是，如果流体成分具有达到阈值水平的不期望特性，则流体成分的流动被更多地阻止。以下另一示例描述的是，对流经系统的流体来说，阻力随着流体成分中期望流体与不期望流体之比的减小而增大。

根据一个方案，本发明为本技术领域提供一种用于地下井的可变流阻系统。该系统可包括供流体成分流经的流室（flow chamber）。该室具有至少一个入口、出口和阻止流体成分从绕出口的环流（circular flow）变成朝向出口的径流（radial flow）的至少一个结构。

根据另一方案，一种在地下井中使用的可变流阻系统可包括供流体成分流经的流室。该室具有至少一个入口、出口和阻止流体成分绕出口的环流的至少一个结构。

根据又一方案，提供一种在地下井中使用的可变流阻系统。该系统可包括供流体成分在井中流经的流室，该室具有至少一个入口、出口和阻止流体成分从绕出口的环流变成朝向出口的径流的至少一个结构。

根据另一方案，以下描述的可变流阻系统可包括具有出口的流室和至少一个结构，至少一个结构阻止沿流体成分朝向出口流动的方向改变。流体成分沿流动方向进入室，流动的方向基于流体成分中期望流体与不期望流体之比而改变。

根据再一方案，本发明提供一种可变流阻系统，其可包括流路选择装置；该流路选择装置基于流体成分中期望流体与不期望流体之比，选择来自装置的大部分流体流经多个流路中的哪个流路。该系统还包括：流室，其具有出口、连接到多个流路中的第一流路的第一入口、连接到多个流路中的第二流路的第二入口；以及至少一个结构，其较多地阻止流体成分从第二入口到出口的径流，较少地阻止流体成分从第一入口到出口的径流。

在一个示例中，一种用于安装在地下井眼中的流动控制装置可包括：内表面，其限定内室（interior chamber），该内表面可包括侧周边表面和多个相对的端表面，多个相对的端表面之间的最大距离小于多个相对的端表面的最大尺寸；第一端口，其贯穿多个端表面中的一个端表面；第二端口，其贯穿通过内表面并与第一端口分开；侧周边表面是可操作的，用以引导来自第二端口的流体绕第一端口旋转；并且流动控制装置还可包括位于内室中的流路结构。

在另一示例中，用于安装在地下井眼中的流动控制装置可包括用于接纳通过室入口的流体并将流体引导到室出口的筒形室，筒形室的最大轴向尺寸小于筒形室的最大直径尺寸，筒形室促进流体绕室出口的旋转，而且旋转程度基于通过室入口进入流的特性，并且流动控制装置还可包括位于筒形室中的流路结构。

控制地下井眼中的流动的方法可包括：接收井眼中的流动控制装置的筒形室中的流体，筒形室包括至少一个室入口，筒形室的最大轴向尺寸小于筒形室的最大直径尺寸；通过筒形室内的流路结构引导流体；以及促进流经筒形室的流体绕室出口的旋转，旋转程度基于通过室入口进入流的特性。

在仔细考虑以下代表性示例的详细描述和附图之后，这些及其他特征、优点和益处将变得对本领域技术人员明显，其中相同元件在各图中使用相同的附图标记表示。

附图说明