在地下井中使用的自释放插塞制造技术

一种在地下井中使用的流动控制系统，其可包括：流室，流体成分流经流室；以及插塞，其响应流体成分中期望流体与不期望流体之比的增大而被释放。另一流动控制系统可包括：流室，流体成分流经流室；插塞；以及结构，其支撑插塞，但响应该结构由于流体成分而产生的退化退化，该结构释放插塞。又一流动控制系统可包括：流室，流体成分流经流室；以及插塞，其响应流室中的流体成分的速度的增大而被释放。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体涉及与地下井结合使用的设备和执行的操作，而在以下描述的示例中，更具体地提供一种具有自释放插塞的流动控制系统。
技术介绍
在产烃井(hydrocarbon production well)中，能够调节从地层进入井眼内的流体流动是非常有益的。这种调节可服务于多种目的，包括阻止水或气锥、最小化产砂量、最小化产水量、最大化产油量、在多个带(zone)之间平衡产量，等等。在注入井中，典型地期望将水、蒸汽、气体等均匀地注入到多个带中，使得烃均匀地通过地层移动，而被注入的流体不会过早地穿透到生产井眼。因此，对于注入井来说，调节流体从井眼流入地层的能力也是有益的。因此应理解，在上述情况下，在井中控制流体流动的领域中的进步是符合期望的，并且这类进步在大量的其他情况下也将是有益的。
技术实现思路
在以下公开的内容中，提供一种流动控制系统，其为调节井中流体流动的
带来改进。以下描述了一个示例，其中，流动控制系统与可变流阻系统相结合而使用。以下还描述了另一示例，其中，流动控制系统与流入控制装置相结合而使用。在一个方案中，本专利技术为本
提供了 一种在地下井中使用的流动控制系统。该系统可包括:流室(flow chamber),流体成分流经该流室，以及插塞,其响应流体成分中的不期望流体与期望流体之比的增大而被释放。在另一个方案中，以下描述的流动控制系统可包括:流室，流体成分流经流室；插塞；以及一结构，其支撑插塞，但响应该结构由于流体成分而产生的退化(degrading),该结构释放插塞。在又一个方案中，流动控制系统可包括:流室，流体成分流经该流室；以及插塞，其响应流室中的流体成分的速度的增大而被释放。一旦仔细考虑以下对代表性示例的详细描述和附图，这些和其他的特征、优点和益处对于本领域技术人员而言就将是显而易见的，其中，在多个附图中利用相同的附图标记来指代相似的元件。附图说明图1是能够体现本专利技术的原理的井系统的示意性局部剖视图；图2是可在图1的井系统中使用的井筛和可变流阻系统的放大比例的示意性剖视图；图3A和图3B是沿图2中的线3_3截取的可变流阻系统的一个构造的示意性“展开”的剖视图4A和图4B是可变流阻系统的另一构造的不意性首I]视图；图5A到图5C是可变流阻系统的另一构造的示意性剖视图；图6是可变流阻系统的又一构造的示意性剖视图；图7是可变流阻系统的另一构造的示意性剖视图；图8是可在图1中的井系统中使用的井筛和流入控制装置的示意性剖视图；图9A和图9B是流入控制装置的另一构造的示意性剖视图；图1OA和图1OB是流入控制装置的再一构造的示意性剖视图。具体实施例方式图1代表性地示出了能够体现本专利技术的原理的井系统10。如图1所示，井眼12具有从套管16向下延伸的大体竖直的未设套管区段14，以及穿过地层20延伸的大体水平的未设套管区段18。管柱22 (tubular string)例如为生产管柱(production tubing string),被安装在井眼12中。多个井筛24、可变流阻系统25和封隔器26在管柱22中互连。封隔器26将在管柱22与井眼区段18之间径向地形成的环空28封堵起来。以这种方式，流体30可经由环空28 (这些环空位于相邻的成对的封隔器26之间)的隔离部分从地层20的多个间隔区或带产出。位于每对相邻的封隔器26之间的井筛24和可变流阻系统25在管柱22中互连。井筛24过滤从环空28流入管柱22内的流体30。可变流阻系统25基于流体的某些特性，来可变地限制流体30进入管柱22内的流量。在此请注意，图中示出的以及本说明书在此描述的井系统10只不过是能够利用本专利技术的原理的许多井系统中的一个示例。应清楚地理解，本专利技术的原理绝不限于图中示出的或者本说明书描述的井系统10或其部件的任何细节。例如，井眼12并非必须包括大体竖直的井眼区段14或大体水平的井眼区段18才算符合本专利技术的原理。流体30并非必须仅从地层20产出，在其他示例中，流体可被注入地层，流体可既被注入地层又从地层产出等。井筛24和可变流阻系统25中的每一个并非必须位于一对相邻的封隔器26之间。单个可变流阻系统25并非必须与单个井筛24结合使用。可使用任意数量、设置方式和/或组合的这些部件。并非任何可变流阻系统25都必须与井筛24 —起使用。例如，在注入操作中，注入流体可流经可变流阻系统25，而不流经井筛24。井筛24、可变流阻系统25、封隔器26或管柱22的任何其他部件并非必须被置于井眼12的未设套管区段14、18中。与本专利技术的原理一致，井眼12中的任何区段可设有套管或不设有套管，并且管柱22的任何部分可位于井眼的未设套管区段或设有套管的区段中。因此，应清楚地理解，本专利技术描述了如何形成和使用某些示例，但本专利技术的原理不限于那些示例的任何细节。而是，利用从本说明书获得的知识，能够将那些原理应用于许多其他示例。本领域技术人员应理解，能够调节从地层20的每个带进入管柱22内的流体30的流量是有益的，例如用以阻止在地层中的水锥32或气锥34。井中的流量调节的其他用途包括但不限于:平衡来自多个带的产出(或对多个带的注入)、最小化不期望流体的产出或注入、最大化期望流体的产出或注入，等等。以下更充分地描述的可变流阻系统25的示例可通过以下方式来提供这些益处:如果流体速度增加到超过选定水平，则增大流阻(例如由此平衡多个带间的流量、阻止水锥或气锥等等);和/或如果流体粘度降低到选定水平以下，则增大流阻(例如由此限制产油井中诸如水或气体之类的不期望流体的流量)。如在此使用的，术语“粘度”被用来指表示任何流变特性，包括运动粘度、屈服强度、粘塑性、表面张力、润湿性等。流体是否是期望流体或不期望流体取决于正在进行的生产或注入操作的目的。例如，如果期望从井中产出油，但不产出水或气体，则油是期望流体，而水和气体是不期望流体。如果期望从井中产出气体，但不产出水或油，则气体是期望流体，而水和油是不期望流体。如果期望将蒸汽注入地层内，但不注入水，则蒸汽是期望流体，而水是不期望流体。请注意，在井下的温度和压力条件下，烃气体实际上能够完全地或部分地处于液相。因此，应理解，当本说明书中使用术语“气体”时，超临界相、液相、凝聚相和/或气相均被包括在该术语的范围内。现在再参考图2，其代表性地示出了可变流阻系统25之一和井筛24之一的一部分的放大比例的剖视图。在本示例中，流体成分36 (可包括一种或多种流体，如油和水、液态水和蒸汽、油和气体、气体和水、油、水和气体，等等)流入井筛24内，因此被过滤，然后流入可变流阻系统25的入口 38内。流体成分可包括一种或多种不期望流体或期望流体。流体成分中可组合有蒸汽和水两者。作为另一示例，流体成分中可组合有油、水和/或气体。基于流体成分的一个或多个特性(如粘度、速度、密度等)，流体成分36通过可变流阻系统25的流量受到限制。流体成分36然后从可变流阻系统25经由出口 40被排放到管柱22的内部。在其他示例中，井筛24可不与可变流阻系统25结合使用(例如在注入操作中)，流体成分36可沿反方向流经井系统10的多个元件(例如在注入操作中)，单个可变流阻系统可与多个井筛结合使用，多个可变流阻系统可与一个或多个井筛一起使用，流体成分可从井中的不同于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.14 US 12/881,2961.一种在地下井中使用的流动控制系统，所述系统包括: 流室，流体成分流经所述流室；以及 插塞，其响应流体成分中的不期望流体与期望流体之比的增大而被释放。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述插塞响应不期望流体与期望流体之比的增大而被自动地释放。3.根据权利要求1所述的系统，其中，不期望流体与期望流体之比的增大引起支撑所述插塞的结构的退化。4.根据权利要求1所述的系统，其中，不期望流体与期望流体之比的增大引起支撑所述插塞的结构的腐蚀。5.根据权利要求1所述的系统，其中，不期望流体与期望流体之比的增大引起支撑所述插塞的结构的侵蚀。6.根据权利要求1所述的系统，其中，不期望流体与期望流体之比的增大引起支撑所述插塞的结构的破损。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述插塞在被释放时阻止通过所述流室的流动。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述插塞在被释放时阻止从所述流室的入口到出口的流动。9.根据权利要求1所述的系统，其中，流体成分中的不期望流体与期望流体之比的增大源于流体成分中水的增加。10.根据权利要求1所述的系统，其中，流体成分中的不期望流体与期望流体之比的增大导致所述流室中的流体成分的速度的增大。11.根据权利要求1所述的系统，其中，流体成分中的不期望流体与期望流体之比的增大源于所述流体成分中的气体的增加。12.一种在地下井中使用的流动控制系统，所述系统包括: 流室，流体成分流经所述流室； 插塞；以及 结构，其支撑所述插塞，但响应所述结构由于流体成分而产生的退化，所述结构释放所述插塞。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述结构响应流体成分中的不期望流体与期望流体之比的增大而退化。14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述插塞响应所述结构的退化而被自动地释放。15.根据权利要求12所述的系统，其中，流体成分中的不期望流体与期望流体之比的增大引起所述结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾森·D·戴克斯特拉，约翰·C·加诺，
申请(专利权)人：哈利伯顿能源服务公司，
类型：
国别省市：