包含具有桥形网络的流体模块的井下流体流控制系统及其用法技术方案

一种井下流体流控制系统，包括流体模块（150），所述流体模块（150）具有主流路（152）、阀（162）和桥形网络。所述阀（162）具有允许流体流过所述主流路（152）的第一位置和限制流体流过所述主流路（152）的第二位置。所述桥形网络具有第一分支流路（163）和第二分支流路（164），分别与所述主流路（152）具有一个共同的流入口（166，168）和共同的流出口（170，172），并且各包括两个流体流阻流器（174，176，180，182）和位于所述两个流体流阻流器（174，176，180，182）之间的压力输出端（178，184）。在操作中，所述第一分支流路（163）的压力输出端（178）和所述第二分支流路（164）的压力输出端（184）之间的压力差将所述阀（162）在所述第一位置和所述第二位置之间切换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含具有桥形网络的流体模块的井下流体流控制系统及其用法
本申请总体上涉及与在地下井中进行的操作结合使用的设备，尤其涉及一种包含具有桥形网络的流体模块的井下流体流控制系统和方法，其可操作以控制地层流体的流入和注入流体的流出。
技术介绍
在不限制本申请的范围的情况下，作为示例，参照从含油气的地层开采流体来描述其
技术介绍
。在贯穿含油气地层的完井期间，在井中安装开采管道和各种完井设备以实现安全高效地开采地层流体。例如，为了防止从未固结或松散固结的地层开采颗粒物，某些完井包括定位在接近所需的开采层段（productioninterval）或多个开采层段处的一个或多个防砂筛选组件。在其它完井中，为控制开采流体进入开采管道的流量，通常的做法是在管柱内安装一个或多个流量控制装置。已尝试在要求防砂的完井内利用流体流控制装置。例如，在某些防砂筛选组件中，在开采的流体流过过滤介质之后，流体被引导到流量控制区段。所述流量控制区段可以包括诸如流管、喷嘴、迷宫管（labyrinths）等的一个或多个流量控制部件。通常，由于这些流量控制部件的数量和设计，因此在安装前通过这些流量控制筛的开采流量是固定的。然而，已经发现，由于在井的寿命期间地层压力的改变和地层流体成分的改变，所以可能需要调节流量控制区段的流量控制特性。此外，对于某些完井，诸如具有许多开采层段的长水平完井，可能需要单独控制开采流体进入每个开采层段的流入。此外，在一些完井中，可能需要调节流量控制区段的流量控制特性而无需修井（wellintervention）。因此，需要一种流量控制筛，其在需要控砂的完井中可操作以控制地层流体流入。还需要一种流量控制筛，其可操作以单独控制来自多个开采层段的开采流体的流入。另外，由于开采到特定层段的流体的成分随时间改变，所以需要一种流量控制筛，其可操作以控制开采流体的流入而无需修井。
技术实现思路
本申请包括一种用于在需要控砂的完井中控制流体开采的井下流体流控制系统。此外，本申请的井下流体流控制系统可操作以在开采进入特定层段的流体的成分随时间改变时独立地控制进入多个开采层段的开采流体的流入而无需修井。在一个方案中，本申请涉及一种井下流体流控制系统。所述井下流体流控制系统包括：流体模块，包括具有第一分支流路和第二分支流路的桥形网络，每个分支流路包括至少一个流体流阻流器和压力输出端。所述第一分支流路的压力输出端和所述第二分支流路之间的压力输出端之间的压力差能够操作以通过所述流体模块控制流体流。在一个实施例中，所述第一分支流路和所述第二分支流路分别包括至少两个流体流阻流器。在此实施例中，每个分支流路的所述压力输出端可以位于所述两个流体流阻流器之间。而且，在此实施例中，每个分支流路的所述两个流体流阻流器可以对诸如流体粘性、流体密度、流体成分等的流体性质具有不同的反应。在某些实施例中，所述第一分支流路和所述第二分支流路可以各与主流路具有共同的流体入口和共同的流体出口。在这种实施例中，所述主流路和所述分支流路之间的流体流量比可以在约5比1至约20比1之间，并优选大于10比1。在一个实施例中，所述流体模块还可以包括具有第一位置和第二位置的阀。在所述第一位置中，所述阀能够操作以允许流体流过所述主流路。在所述第二位置中，所述阀能够操作以禁止流体流过所述主流路。在此实施例中，所述第一分支流路的压力输出端和所述第二分支流路的压力输出端之间的压力差能够操作以在所述第一位置和所述第二位置之间切换所述阀。在一些实施例中，所述流体模块可以具有注入模式和开采模式，在所述注入模式中，由注入流体的流出而产生的、所述第一分支流路的压力输出端和所述第二分支流路的压力输出端之间的压力差将所述阀切换至打开所述主流路，在所述开采模式中，由开采流体的流入而产生的、所述第一分支流路的压力输出端和所述第二分支流路的压力输出端之间的压力差将所述阀切换至关闭所述主流路。在其它实施例中，所述流体模块可以具有第一开采模式和第二开采模式，在所述第一开采模式中，由期望的流体的流入而产生的、所述第一分支流路的压力输出端和所述第二分支流路的压力输出端之间的压力差将所述阀切换至打开所述主流路，在所述第二开采模式中，由不期望的流体的流入而产生的、所述第一分支流路的压力输出端和所述第二分支流路的压力输出端之间的压力差将所述阀切换至关闭所述主流路。在任何这些实施例中，所述流体流阻流器可以选自由以下构成的群组：喷嘴、涡流室、流管、流体选择器和矩阵室。在另一方案中，本申请涉及一种流量控制筛。所述流量控制筛包括，具有内部通道的基管、无孔区段和有孔区段。过滤介质围绕所述基管的无孔区段而定位。外壳围绕所述基管而定位，在所述过滤介质和所述内部通道之间限定流体流路。至少一个流体模块布置在所述流体流路内。所述流体模块包括具有第一分支流路和第二分支流路的桥形网络，每个分支流路包括至少一个流体流阻流器和压力输出端，使得所述第一分支流路的压力输出端和所述第二分支流路之间的压力输出端之间的压力差能够操作以通过所述流体模块控制流体流。在另一方案中，本申请涉及一种井下流体流控制系统。所述井下流体流控制系统包括主流路、阀和桥形网络。所述阀具有允许流体流过所述主流路的第一位置和限制流体流过所述主流路的第二位置。所述桥形网络具有第一分支流路和第二分支流路，所述第一分支流路和所述第二分支流路各与所述主流路具有共同的流体入口和共同的流体出口，并且各包括两个流体流阻流器和位于所述两个流体流阻流器之间的压力输出端。所述第一分支流路的压力输出端和所述第二分支流路的压力输出端之间的压力差能够操作以在所述第一位置和所述第二位置之间切换所述阀。在又一方案中，本申请涉及一种井下流体流控制方法。所述方法包括：将流体流控制系统放置在井下的目标位置处，所述流体流控制系统包括流体模块，所述流体模块具有主流路、阀和桥形网络，所述桥形网络具有第一分支流路和第二分支流路，所述第一分支流路和所述第二分支流路各与所述主流路具有共同的流体入口和共同的流体出口，并且各包括两个流体流阻流器和位于所述两个流体流阻流器之间的压力输出端；通过所述流体模块开采期望的流体；在所述第一分支流路和所述第二分支流路的所述压力输出端之间产生第一压力差，所述第一压力差将所述阀朝向允许流体流过所述主流路的第一位置偏置；通过所述流体模块开采不期望的流体；以及在所述第一分支流路和所述第二分支流路的所述压力输出端之间产生第二压力差，所述第二压力差将所述阀从所述第一位置朝向限制流体流过所述主流路的第二位置偏置。所述方法还可以包括响应于开采含有至少预定量的期望的流体的地层流体而将所述阀向所述第一位置偏置，响应于开采含有至少预定量的不期望的流体的地层流体而将所述阀从所述第一位置切换到所述第二位置，或者发送信号到地表，指示所述阀从所述第一位置切换到所述第二位置。附图说明为了更完整地理解本申请的特征和优点，现在参照结合附图对本申请的详细描述，其中不同附图中对应的附图标记表示对应的部件，并且附图中：图1是根据本申请的实施例操作多个流量控制筛的井系统的示意图；图2A至图2B是根据本申请的实施例在流量控制筛中实现的、井下流体流控制系统的、连续轴向区段的四分之一剖视图；图3是根据本申请的实施例、去除外壳的流量控制筛的、流量控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.25 US 13/217,7381.一种井下流体流控制系统，包括：流体模块，包括主流路和具有分开且平行的第一分支流路和第二分支流路的桥形网络，每个分支流路包括至少两个流体流阻流器以及位于两个流体流阻流器之间的压力输出端；并且其中，所述第一分支流路的压力输出端和所述第二分支流路的压力输出端之间的压力差能够操作以通过所述流体模块控制流体流；所述第一分支流路和所述第二分支流路分别与所述主流路具有共同的流体入口和共同的流体出口；所述流体模块还包括：阀，具有第一位置和第二位置，在所述第一位置中，所述阀能够操作以允许流体流过所述主流路，在所述第二位置中，所述阀能够操作以禁止流体流过所述主流路，并且其中所述第一分支流路的压力输出端和所述第二分支流路的压力输出端之间的压力差能够操作以在所述第一位置和所述第二位置之间切换所述阀。2.根据权利要求1所述的井下流体流控制系统，其中每个分支流路的所述两个流体流阻流器对流体粘性具有不同的反应。3.根据权利要求1所述的井下流体流控制系统，其中每个分支流路的所述两个流体流阻流器对流体密度具有不同的反应。4.根据权利要求1所述的井下流体流控制系统，其中所述主流路和所述分支流路之间的流体流量比在5比1至20比1之间。5.根据权利要求1所述的井下流体流控制系统，其中所述主流路和所述分支流路之间的流体流量比大于10比1。6.根据权利要求1所述的井下流体流控制系统，其中所述流体模块具有注入模式和开采模式，在所述注入模式中，由注入流体的流出而产生的、所述第一分支流路的压力输出端和所述第二分支流路的压力输出端之间的压力差将所述阀切换至打开所述主流路，在所述开采模式中，由开采流体的流入而产生的、所述第一分支流路的压力输出端和所述第二分支流路的压力输出端之间的压力差将所述阀切换至关闭所述主流路。7.根据权利要求1所述的井下流体流控制系统，其中所述流体模块具有第一开采模式和第二开采模式，在所述第一开采模式中，由期望的流体的流入而产生的、所述第一分支流路的压力输出端和所述第二分支流路的压力输出端之间的压力差将所述阀切换至打开所述主流路，在所述第二开采模式中，由不期望的流体的流入而产生的所述第一分支流路的压力输出端和所述第二分支流路的压力输出端之间的压力差将所述阀切换至关闭所述主流路。8.根据权利要求1所述的井下流体流控制系统，其中所述流体流阻流器选自由以下构成的群组：喷嘴、涡流室、流管、流体选择器和矩阵室。9.一种流量控制筛，包括：基管，具有内部通道；过滤介质，围绕所述基管定位；外壳，围绕所述基管定位，在所述过滤介质和所述内部通道之间限定主流路；以及至少一个流体模块，沿所述主流路设置，所述流体模块包括具有分开且平行的第一分支流路和第二分支流路的桥形网络，每个分支流路包括至少两个流体流阻流器，所述第一分支流路的流体流阻流器的流量阻力与第二分支流路的流体流阻流器的流量阻力不同，所述第一分支流路和所述第二分支流路分别与所述主流路具有共同的流体入口和共同的流体出口，每个分支流路还具有位于两个流体流阻流器之间的压力输出端，所述流体模块还包括：流体联接到每个分支流路的压力输出端的阀，所述阀具有第一位置和第二位置，在所述第一位置中，所述阀能够操作以允许流体流过所述主流路，在所述第二位置中，所述阀能够操作以禁止流体流过所述主流路，并且其中所述第一分支流路的压力输出端和所述第二分支流路的压力输出端之间的压力差能够操作以在所述第一位置和所述第二位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·L·夫瑞普，贾森·D·戴克斯特拉，约翰·查理·加诺，卢克·威廉·霍尔德曼，
申请(专利权)人：哈利伯顿能源服务公司，
类型：
国别省市：