井下的井系统技术方案

本发明专利技术涉及用于从井下储层生产含烃流体的井下的井系统，包括：具有内侧的井管结构；用于在井管结构的外侧隔离出环空的第一环状屏障和第二环状屏障，每个环状屏障包括：适于安装为井管结构的一部分的具有外表面的管状部件；围绕管状部件并具有面向管状部件的套筒内表面和面向井孔壁部的套筒外表面的可膨胀金属套筒，可膨胀的套筒的每个端部与管状部件连接；和在可膨胀金属套筒的套筒内表面与管状部件之间的环形空间，第一环状屏障和第二环状屏障适于在膨胀时隔离出生产区域；和入流阀组件，该入流阀组件对着生产区域布置在第一环状屏障和第二环状屏障之间，用于通过调节与入流阀组件中的通道相关的关闭件而经由通道提供生产区域与井管结构的内侧之间的流体连通，其中，入流阀组件包括传感器单元，传感器单元包括适于测量流体的至少一种性质的传感器、用于至少为传感器供电的供电装置以及用于基于传感器的测量值而致动关闭件的调节的控制单元。本发明专利技术还涉及用于调节根据本发明专利技术的井下的井系统中的流体的入流的入流调节方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于从井下储层生产含烃流体的井下的井系统。进一步地，本专利技术涉及一种用于调节根据本专利技术的井下的井系统中流体的入流的调节方法。
技术介绍
当从储层的不同生产区域生产含烃流体时，例如在生产区域生产过多的水的情况下或者在一个区域中的压力远低于另一区域中的压力的情况下，对流体的入流进行调节。这样的调节主要通过将工具浸入井中来执行，并且当该工具对着待被调节的入流阀时，该工具接合该阀并且打开或关闭该阀。调节入流的另一种方式是使金属套管的外侧上具有控制管线，从而可从地面调节所述阀。通过将工具浸入井中对阀进行调节耗费时间，而通过控制管线或流动管线调节所述阀会危害井的安全，因为所述管线将延伸经过井口处的主要屏障，从而导致泄漏和因此井喷的潜在风险。因此，已试图设计例如具有对水起反应的可胀大的元件的自动阀，或者在流体的含水量过高时利用涡流原理降低流体的压力的阀。然而，这些自动阀中没有一个是充分可靠的，因为它们不总能按预期地起作用，并且一些阀的调节是不可逆的。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是完全或部分地克服现有技术中的上述缺点和不足。更特别地，一个目的是提供一种能够在不使用控制管线或单独工具的情况下被可逆地调节的改进的入流阀组件。从下面的描述中将变得显而易见的上述目的以及众多的其它目的、优点和特征由根据本专利技术的方案来实现，即通过用于从井下储层生产含烃流体的井下的井系统来实现，该井下的井系统包括：-具有内侧的井管结构；-用于在所述井管结构的外侧隔离出环空的第一环状屏障和第二环状屏障，每个环状屏障包括：-适于安装为所述井管结构的一部分的管状部件，所述管状部件具有外表面；-可膨胀金属套筒，该可膨胀金属套筒围绕该管状部件并具有面向该管状部件的套筒内表面和面向井孔的壁部的套筒外表面，所述可膨胀的套筒的每个端部均与该管状部件连接；以及-在该可膨胀金属套筒的套筒内表面与该管状部件之间的环形空间，该第一环状屏障和第二环状屏障适于在膨胀时隔离出生产区域；以及-入流阀组件，该入流阀组件对着该生产区域布置在该第一环状屏障和第二环状屏障之间，用于通过调节与该入流阀组件中的通道相关的关闭件而经由该通道提供所述生产区域与所述井管结构的所述内侧之间的流体连通，其中，所述入流阀组件包括传感器单元，该传感器单元包括：-适于测量流体的至少一种性质的传感器；-用于至少为所述传感器供电的供电装置；以及-用于基于所述传感器的测量值而致动所述关闭件的调节的控制单元。该管状部件可以是管状金属部件。此外，该井管结构可以是井管金属结构。并且，该井管金属结构可以布置在该井孔中，该井管金属结构具有面向所述井孔的壁部的外表面。此外，该井下的井系统可以是包括一个井管金属结构的单套管式完井。此外，该井管金属结构可具有基本上不受限制的内径。所述内径可以受限少于10％。该井管金属结构可包括对着所述生产区域的至少一个生产开口，以提供在该环空与该井管金属结构的该内侧之间的流体连通，并且该入流阀组件可流体地控制流体经由该生产开口的流动。进一步地，所述第一环状屏障和所述第二环状屏障可构造成能膨胀以流体地隔离出所述生产区域。通过提供具有传感器、供电装置以及控制单元的传感器单元，无需从地面接线或者无需用于向传感器供电的其它机构。还试图在一些已知系统中使用套管来传导电力，但测试显示，所述传感器之后会发生故障并且从该传感器单元通信数据是不可能的。并且，该传感器可布置在该井管结构的外侧或者布置在井管结构中。该传感器可以是流量传感器、压力传感器、电容传感器、电阻率传感器、声传感器、温度传感器或应变仪。此外，所述性质可以是压力、密度、电容、电阻率、流量、含水量或温度。此外，所述传感器可适于测量井管结构外侧的流体的性质。该井管金属结构的外侧可以在该井管金属结构与在其中布置该井管金属结构的井孔之间。此外，该传感器可面向该井孔。并且，该传感器可适于测量该井管结构的内侧的流体的性质。所述传感器可适于测量内侧的压力或环空中的压力。进一步地，所述传感器单元可包括三通阀，该三通阀具有与所述环空流体连通的第一端口、与所述井管结构的所述内侧流体连通的第二端口，和与所述传感器流体连接的第三端口，从而使所述传感器与所述环空或所述内侧流体连通，以分别测量所述环空中的流体的性质和所述内侧中的流体的性质。此外，该三通阀可适于在将所述第一端口与所述第三端口流体连接的第一位置和将所述第二端口与所述第三端口流体连接的第二位置之间转换。所述传感器单元可以是插设在所述井管结构的邻接所述入流阀组件的开口中的插入装置。并且，所述传感器可适于测量所述井管结构的内侧的压力，并且所述系统还可包括适于测量所述环空中的压力的第二传感器。此外，所述第二传感器可适于测量位于所述井管结构的外侧并通过所述第一环状屏障和第二环状屏障隔离出的所述环空中的压力。此外，所述传感器可适于测量所述井管结构的内侧的温度，并且所述系统还可包括适于测量所述井管结构的外侧的温度的第二传感器。此外，所述关闭件可以是滑动套筒。进一步地，所述入流阀组件可包括具有关闭件的阀。此外，所述阀可以是节流阀、电磁阀、螺线管阀或止回阀如球形止回阀、盘式止回阀、摆动式止回阀等。此外，所述传感器可布置用于测量所述通道的上游、测量所述通道中或测量所述通道的下游。此外，所述入流阀组件可包括多个传感器。所述入流阀组件可具有一个布置用于测量所述通道的上游的传感器和一个布置用于测量所述通道的下游的传感器。此外，所述控制单元可包括用于将所述测量值与预选定性质范围进行比较的处理器。并且，所述入流阀组件可包括多个通道。上述井下的井系统还可包括多个入流阀组件。进一步地，可在所述环形空间中布置用于测量所述环形空间中的流体的压力的第二传感器，所述控制单元适于在测得的环形空间中的压力低于所述生产区域中的流体的压力时打开所述通道。所述传感器单元可包括通信模块。此外，所述传感器单元可包括无线射频识别(RFID)标签。此外，所述系统还可包括用于从所述传感器单元加载数据的井下工具。该井下工具的通信模块和该传感器单元可通过天线、感应、电磁辐射或遥测技术通信。并且，所述传感器单元可包括天线。此外，所述传感器单元可包括适用于为所述传感器单元的供电装置再充电的换能器。进一步地，所述再充电可借助无线电射频、声和/或电磁辐射实现。该系统还可包括数据库，从而所述数据可存储在该数据库中，借此所述数据可被访问并用于跟踪不同环空和区域中的井/储层的发展，并且所述数据可与自井中的含烃流体的实际生产相比较，从而所述数据可用于优化该井或其它井的生产。此外，该井下工具可包括地面读出模块。所述井下工具可包括适于远程致动所述传感器单元的致动机构。并且，所述井下工具可包括驱动单元，如井下牵引器。此外，所述入流阀组件可包括存储模块，如CPU、存储器或记录单元。此外，所述供电装置可以是能再充电的。此外，所述入流阀组件可包括用于提供动力的涡轮机或推进器。并且，所述入流阀组件可包括由涡轮机或推进器驱动的发电机。进一步地，所述传感器可适于以预定间隔测量所述性质或者连续地测量所述性质。上述井下的井系统还可包括用于隔离出多个生产区域的多个第一环状屏障和第二环状屏障。此外，入流阀组件可对着每个生产区域布置，用于调节来自所述生产区域的流体的流动。本专利技术还涉及用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从井下储层(2)生产含烃流体的井下的井系统(1)，包括：‑具有内侧(30)的井管结构(3)；‑用于在所述井管结构的外侧隔离出环空(41)的第一环状屏障和第二环状屏障(4,4A,4B)，每个环状屏障包括：‑适于安装为所述井管结构的一部分的管状部件(5)，所述管状部件具有外表面(6)；‑可膨胀金属套筒(7)，该可膨胀金属套筒围绕该管状部件并具有面向该管状部件的套筒内表面(8)和面向井孔(11)的壁部(10)的套筒外表面(9)，所述可膨胀金属套筒的每个端部均与该管状部件连接；以及‑在该可膨胀金属套筒的套筒内表面和该管状部件之间的环形空间(12)，该第一环状屏障和第二环状屏障适于在膨胀时隔离出生产区域(101)；以及‑入流阀组件(14)，该入流阀组件对着该生产区域布置在该第一环状屏障和第二环状屏障之间，用于通过调节与该入流阀组件中的通道(15)相关的关闭件(16)而经由该通道提供所述生产区域与所述井管结构的所述内侧之间的流体连通，其中，所述入流阀组件包括传感器单元(40)，该传感器单元包括：‑适于测量流体的至少一种性质的传感器(17)；‑用于至少为所述传感器供电的供电装置(18)；以及‑用于基于所述传感器的测量值而致动所述关闭件的调节的控制单元(19)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.30 EP 14174986.11.一种用于从井下储层(2)生产含烃流体的井下的井系统(1)，包括：-具有内侧(30)的井管结构(3)；-用于在所述井管结构的外侧隔离出环空(41)的第一环状屏障和第二环状屏障(4,4A,4B)，每个环状屏障包括：-适于安装为所述井管结构的一部分的管状部件(5)，所述管状部件具有外表面(6)；-可膨胀金属套筒(7)，该可膨胀金属套筒围绕该管状部件并具有面向该管状部件的套筒内表面(8)和面向井孔(11)的壁部(10)的套筒外表面(9)，所述可膨胀金属套筒的每个端部均与该管状部件连接；以及-在该可膨胀金属套筒的套筒内表面和该管状部件之间的环形空间(12)，该第一环状屏障和第二环状屏障适于在膨胀时隔离出生产区域(101)；以及-入流阀组件(14)，该入流阀组件对着该生产区域布置在该第一环状屏障和第二环状屏障之间，用于通过调节与该入流阀组件中的通道(15)相关的关闭件(16)而经由该通道提供所述生产区域与所述井管结构的所述内侧之间的流体连通，其中，所述入流阀组件包括传感器单元(40)，该传感器单元包括：-适于测量流体的至少一种性质的传感器(17)；-用于至少为所述传感器供电的供电装置(18)；以及-用于基于所述传感器的测量值而致动所述关闭件的调节的控制单元(19)。2.根据权利要求1所述的井下的井系统，其中，该传感器布置在该井管结构的外侧或者布置在井管结构中。3.根据权利要求1和2所述的井下的井系统，其中，该传感器为流量传感器、压力传感器、电容传感器、电阻率传感器、声传感器、温度传感器或应变仪。4.根据前述权利要求中任一项所述的井下的井系统，其中，所述性质为压力、密度、电容、电阻率、流量、含水量或温度。5.根据前述权利要求中任一项所述的井下的井系统，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·黑泽尔，
申请(专利权)人：韦尔泰克有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK