[发明专利]超疏水性流动控制装置

说明书

提供了一种井筒子组件，所述井筒子组件包括具有朝向生产管路的生产流动路径的装置。所述生产流动路径可以包括超疏水性涂层，用于限制朝向所述生产管路的不希望流体的生产。

技术领域

本公开大体上涉及用于井筒的流动控制装置，并且更具体地说(尽管不一定是排他性地)涉及一种具有可以影响流体流动的超疏水性表面的流动控制装置。

背景技术

各种装置可以被安装在横穿含烃地下地层的井中。一些装置控制在地层与管路(诸如生产或注入管路)之间的流体的流量。这些装置的实例是能够控制进入管路中的各种流体的流量的流动控制装置。

附图说明

图1是根据一个方面的具有螺旋形流动控制装置的井系统的示意图，所述螺旋形流动控制装置具有可以包括超疏水性材料的功能化表面。

图2是根据一个方面的围绕管柱定位的螺旋形流动控制装置的立体图。

图3是根据一个方面的图2的包括超疏水性材料的螺旋形流动控制装置的端视图。

图4是根据一个方面的描绘了具有较高浓度的希望流体的流体接触螺旋形流动控制装置的涂覆有超疏水性材料的内壁、且内壁具有多个凸起部的实例的横截面视图。

图5是根据一个方面的描绘了具有较高浓度的不希望流体的流体接触螺旋形流动控制装置的涂覆有超疏水性材料的内壁、且内壁具有多个凸起部的实例的横截面视图。

图6是根据一个方面的在液体的液滴与具有超疏水性材料的固体表面之间的接触角的实例的侧视图。

图7是根据一个方面的井系统的具有砾石充填的部分的截面视图，所述砾石充填包括涂覆有超疏水性材料的支撑剂。

具体实施方式

某些方面和特征涉及具有涂覆有超疏水性材料的表面的流动控制装置，所述装置能够控制在地层与管路之间的流体的流量。表面上的超疏水性材料能够改变与所述表面接触的流体的速度剖面。例如，具有较高浓度的所需或所希望流体(诸如油)的流体能够沿着超疏水性涂覆的表面在较高的速度下流动。具有较高浓度的不需要或不希望流体(诸如天然气或水)的流体能够沿着超疏水性涂覆的表面在较低的速度下流动。

根据一些方面的流动控制装置可以包括具有管路的螺旋形流动控制装置，所述管路具有涂覆有超疏水性材料的内表面。一些流体(诸如油)可以具有高表面张力。与在油和管路的未涂覆内表面之间的接触角相比，高表面张力能够增加在超疏水性涂覆的内表面与油之间的接触角。与油和未涂覆内表面之间的表面接触相比，增加的接触角产生油与超疏水性涂覆的内表面之间的较少的表面接触。在超疏水性涂覆的内表面与油之间的减少的表面接触能够减少沿着超疏水性涂覆的内表面流动的油所经受的摩擦阻力。当摩擦阻力减小时，沿着超疏水性涂覆的内表面流动的油的速度剖面可以增加。当摩擦阻力减小时，沿着超疏水性涂覆的内表面流动的具有较高浓度油的流体的速度剖面也可以增加。具有较高浓度油的流体的速度剖面上的增加能够促进通过螺旋形流动控制装置的内径的那种流体(以及因此油)的生产。

其他流体可以具有比油更低的表面张力。例如，天然气可以几乎不具有表面张力。天然气的低表面张力可以引起天然气的大表面区域接触管路的超疏水性涂覆的内表面。在天然气与超疏水性涂覆的内表面之间的大表面区域的接触可以引起沿着超疏水性涂覆的内表面流动的天然气经受在其与超疏水性涂覆的内表面之间的高摩擦阻力，这可以引起天然气经受较高的流阻。较高的流阻可以降低在超疏水性涂覆的内表面上流动的天然气的速度。具有较高浓度天然气的流体当其沿着超疏水性涂覆的内表面流动时还可以经受速度上的减小。具有较高浓度天然气的流体的较低速度可以抑制或限制通过螺旋形流动控制装置的流体(以及因此天然气)的生产。