自动阻断水的管道制造技术

一种对管渗水进行控制的装置，该管用在从地下储层开采碳氢化合物的过程中，包括：多层管，所述多层管包括：外管层，内管层，其在所述外管层内纵向对准，并且限定中腔，以及亲水性混合料，其位于所述外管层与所述内管层之间，其中：所述混合料选自由砂子、粉砂、和粘土、及其混合物所组成的组，所述混合料与水不起化学反应，所述混合料具有吸收特性，使得所述混合料遇水膨胀，但所述混合料不吸收碳氢化合物，一旦暴露于水时，所述混合料发生作用以形成对水的抗渗阻挡层，该抗渗阻挡层覆盖所述内管层的至少一部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动阻断水的管道专利技术人：穆罕默德·M·阿勒-沙玛里受让人：沙特阿拉伯石油公司代理人卷号：04159.007748本专利技术背景1.
本专利技术涉及控制油气储层的开采。具体而言，本专利技术涉及一种装置及方法，用具有水敏性混合料的多层管控制出水。2.相关技术油气开采井中的套管泄漏是本领域一直以来都存在的问题。除了别的原因以外，由于来自地层或储层的酸性或腐蚀性水造成的腐蚀、点蚀以及破裂，会导致套管泄漏。将套管送入井中特别是送入斜井过程中的磨损会导致薄弱点，此处更容易受到因来自地层腐蚀性水所导致泄漏的影响。套管泄漏会让高压流体及气体以及不希望的化学品进入环形间隙，而且，在极端情况下，会导致地下井喷。另外，套管泄漏会让所开采的碳氢化合物和其它井内流体从套管逸出而进入环境。用于处理套管泄漏的现行实践通常包括在泄漏套管内侧安装内衬，该内衬减小了成品管道的内径。这又潜在地限制了开采以及井筒的检修(例如维护)。油气井开采商面临的另一问题是出水的管理与控制。当油气开采井运行时，地层水也自然朝开采井筒迁移。水渗入井筒将增大开采成本，因为，之后不得不在地面将水与油气分离。另外，还降低了所开采的油气量。关于控制出水的通用现行实践是，为智能完井(smartwellcompletion)使用流入控制装置，有主动式和被动式二种。然而，就初期成本而言、以及就花在维护与修理上的时间和成本而言，这些方法都是昂贵的。所以，需要为这些问题找到更有效的以及高性价比的解决方案。
技术实现思路
本申请的实施方式解决了套管泄漏以及出水这两个问题，而且，对于油气开发的长远规划是有效并且可行的解决方案。本申请的实施方式包括多层管，例如套管或管道所使用的多层管，其具有这样的能力：在早期发生出水时，能够完全不透水，或者可替代地，能够隔离水，同时，将油开采的渗透性维持为类似于或高于储层渗透性。这种构思应当能适用于竖井、水平井、以及例如多分支井的复杂井。与现有技术相比，本申请附加的有益之处在于，提供了免维护且更容易的操作解决方案。管的大部分制造工序在地面上的可控性更高的环境中完成，对其进行定制以满足特定的井状况。此外，有益之处在于，除了改进碳氢化合物的回收之外，还提供了成本节约，其使用易于得到的、丰富的自然土壤资源，例如当地的砂子以及粘土。在本申请的一种实施例中，一种对管渗水进行控制的装置，该管用在从地下储层开采碳氢化合物的过程中，包括多层管，该多层管包括外管层、在外管层内纵向对准的内管层、以及位于外管层与内管层之间的亲水性混合料。该混合料所包括的材料选自由砂子、粉砂、以及粘土及其混合物所组成组。该混合料是非化学活性的，并且具有吸收特性，使得该材料遇水膨胀，但不吸收碳氢化合物，并且，一旦暴露于水时，即发生作用以形成抗渗阻挡层，该抗渗阻挡层覆盖内管层的至少一部分。在一种实施例中，内管层和外管层是实壁部件。在一种实施例中，该混合料具有的起始渗透性等于或大于油气储层的渗透性。外管层和内管层可以包括能流过碳氢化合物的孔。可以使穿孔套管围住多层管，以及，该多层管可以输送开采流体。可替代地，开采管道可以置于该多层管内。在一种实施例中，该混合料进一步包括成形颗粒。成形颗粒的形状可以是六边形、八边形、十字形或星形。在一种实施例中，一种对管渗水进行控制的方法，该管用在从地下储层开采碳氢化合物的过程中，包括下列步骤：(a)提供多层管，该多层管包括外管层、以及在外管层内纵向对准的内管层；(b)从由砂子、粉砂、以及粘土及其混合物所组成的组中选择混合料，该混合料是非化学活性的，该混合料具有吸收特性，使得该材料遇水膨胀，但不吸收碳氢化合物，并且使得一旦暴露于水时，该混合料发生作用而形成抗渗阻挡层，该抗渗阻挡层覆盖内管层的至少一部分；(c)将该混合料添加到外层管与内层管之间的空间中；以及(d)将该多层管布置于井内。在一种实施例中，通过选自由浸胶、浸泡(bathing)、倾倒、装填以及预成型所组成的组的方法，执行添加该混合料的步骤。在一种实施例中，内管层和外管层是实壁部件，以及，步骤(b)进一步包括选择混合料，当多层管置于井内时，该混合料是完全不透水的。在一种实施例中，外管层和内管层可以包括孔，流体可以通过这些孔流动，以及，步骤(b)可以包括选择混合料，该混合料具有的起始渗透性等于或大于油气储层的渗透性。在一种实施例中，步骤(d)进一步包括将该多层管定位于井中的穿孔套管内，以及，在该多层管内输送开采流体。在一种实施例中，步骤(d)进一步包括将开采管道定位于多层管内。在一种实施例中，步骤(b)进一步包括选择具有成形颗粒的混合料。该成形颗粒的形状可以是六边形、八边形、十字形、以及星形。附图说明为了更详细地了解本专利技术的特征、各方面、优点以及其他内容，结合具体实施方式对本专利技术进行更具体的描述，这些内容也示于构成本说明书一部分的附图中。然而，请注意，附图仅示出本专利技术的优选实施例，因此，不应视为对本专利技术范围的限制，本专利技术还可应用于其他等效实施例。附图中：图1是根据本申请实施方式的管的剖视图；图2a是图1中管的实施例的轴测图；图2b是图1中管的实施例的另一轴测图；图3是图1中管的实施例的剖视图；图4是图1中管的另一实施例的剖视图；图5a是图1的管的实施例中所使用的混合料的图；图5b是图1的管的实施例中所使用的可选混合料的图；以及图5c是图1的管的实施例中所使用的另一可选混合料的图。具体实施方式参见图1，使用多层(光面的、密实的、有缝的或有孔的)碳钢管，制造本申请实施方式的多层管10。管10具有特殊沉积物的内置混合料12，该内置混合料12含有水敏性混合料，例如土壤成分，包括砂子、粉砂、或粘土，或者砂子、粉砂和粘土的组合，由于储层出水，混合料12的渗透性会消失或者显著降低，以及，该混合料12仍然将碳氢化合物开采维持为和储层一样好或者更高的渗透性。多层管10包括具有内径16和外径18的外管层14。内管层20具有外径22和内径24。外管层14的内径16大于内管层20的外径22，在两层之间形成环形间隙26。内置混合料12位于环形间隙26内。内管层20的内径24限定中腔25。矿井操作，包括开采和维护，将发生在中腔25的空隙内。在一种实施例中，通过中腔25向地面进行开采。在一种实施例中，存在于中腔25内的开采管道向地面输送所开采流体。管10是预制件，并且，可以在船运至其应用井位之前，在场外设施处进行制造。在安装之前，考虑各段的总长度，将管10的尺寸形成为具有直径16、18、22、24，以便降低成本以及优化生产。例如，基于数种因素，确定环形间隙26的尺寸，继而确定对出水进行有效控制的混合料12厚度(也就是，有效厚度因数)。这些因素包括水的盐度范围、以及混合料12的渗透性变化。有效厚度因数可以通过试验方法或者理论方法确定，例如，通过模拟有效管绝缘电阻值的计算式。内置混合料12由水敏性混合料构成，例如砂子、粉砂、以及粘土，或者是水敏性的任何其它材料，其置于管10的环形间隙26内。在一种实施例中，通过浸胶或浸泡处理，将混合料12施加至内管层20的外表面、或者外管层14的内表面，从而制造管10。在一种实施例中，混合料12为小珠或其它颗粒形式，并且倾倒或填充进环形间隙26。在一种实施例中，通过铸塑或其它方法，预形成混合料12。也可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对管渗水进行控制的装置，该管用在从地下储层开采碳氢化合物的过程中，包括：多层管，所述多层管包括：外管层，内管层，其在所述外管层内纵向对准，并且限定中腔，以及亲水性混合料，其位于所述外管层与所述内管层之间，其中：所述混合料选自由砂子、粉砂、和粘土、及其混合物所组成的组，所述混合料与水不起化学反应，所述混合料具有吸收特性，使得所述混合料遇水膨胀，但所述混合料不吸收碳氢化合物，一旦暴露于水时，所述混合料发生作用以形成对水的抗渗阻挡层，该抗渗阻挡层覆盖所述内管层的至少一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.27 US 13/192,0901.一种对管渗水进行控制的装置，该管用在从地下储层开采碳氢化合物的过程中，包括：多层管，所述多层管包括：外管层，内管层，其在所述外管层内纵向对准，并且限定中腔，以及亲水性混合料，其位于所述外管层与所述内管层之间，其中：所述亲水性混合料选自由当地的砂子、粉砂、和粘土、及其混合物所组成的组，并且所述亲水性混合料是为储层特性而混合并定制的，所述亲水性混合料与水不起化学反应，所述亲水性混合料具有吸收特性，使得所述亲水性混合料遇水膨胀，但所述亲水性混合料不吸收碳氢化合物，一旦暴露于水时，所述亲水性混合料发生作用以形成对水的抗渗阻挡层，该抗渗阻挡层覆盖所述内管层的至少一部分。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述亲水性混合料是颗粒形式并且倾倒进所述中腔。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述亲水性混合料具有的起始渗透性等于油气储层的渗透性。4.根据权利要求1所述的装置，进一步包括围住所述多层管的带有穿孔套管，以及，其中，所述多层管通过所述中腔输送开采流体。5.根据权利要求1所述的装置，进一步包括开采管道，所述开采管道存在于所述多层管的所述中腔内。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述外管层和所述内管层二者都是穿孔的，以及，所述多层管能作用为允许碳氢化合物越过所述外管层和所述内管层达到所述中腔。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述亲水性混合料进一步包括颗粒之间的通道。8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述颗粒具有基于地层流体盐度的膨胀特性。9.一种对管渗水进行控制的方法，该管用在从地下储层开采碳氢化合物的过程中，所述方法包括下列步骤：(a)提供多层管，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·M·阿勒沙玛里，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：
国别省市：