[发明专利]使用可溶胀材料对流体流进行控制

说明书

技术领域

本发明涉及用于选择性地控制进入到井眼中的生产套管的流体流的系统和方法。具体地，本发明涉及用于响应从井眼内的具体生产层获得的采出液中的增加的水或气体含量而致动流量控制阀的装置和方法。

背景技术

井可以穿过不同的含油气储层或者可以长距离延伸通过单个储层。增加井的开采量的技术是在同一含油气储层或不同含油气储层中的多个不同层带中对井进行射孔。在从地下生产层开采油气的随后阶段期间，水或气体经常进入采出液，从而由于采出液变得越来越稀而使得开采的利润降低。为此，在沿井眼具有多个生产层的情况下，理想的是封堵来自正在大量流入水和/或气体的这些层带的流入物。因此，重要的是具有一种用于控制流体沿生产套管的具体位置处流入的装置。

已知多种不同形式的阀装置用于控制通过端口或通路的液体流。这种装置包括液体可溶胀材料的使用，该液体可溶胀材料在与液体接触时扩大以阻塞通路或端口、并且当不与液体接触时收缩以允许通过通路或端口的流动。参见美国出版物US2007/0034255和US2007/0034817。

流入控制装置的结构和作用是公知的。流入控制装置当前缺少用于在水和/或气体侵入开采层的情况下选择性地封堵进入到生产油管中的流动的适当装置。为了致动，大多数流入控制装置需要启动设置在井眼中的仪器或需要井眼干预(intervention)。理想的是具有一种用于选择性地关闭流入控制装置的机构。

本发明解决现有技术中的上述问题。

发明内容

根据实施例所述的系统和方法使用多个流动控制装置控制进入到生产套管中的流体流动以控制井的各个层带中的流体流。根据本发明的一些实施例，流体密封件包括能够处于膨胀状态和未膨胀状态的可溶胀材料，并且其中可溶胀材料被定位成使得当所述可溶胀材料与第一类流体接触时可溶胀材料膨胀以限制流体流。

根据本发明的另一个实施例，响应于流体而致动的设备包括：能够处于膨胀状态和未膨胀状态的可溶胀材料；致动器构件，并且其中可溶胀材料被定位成使得当所述可溶胀材料与不期望的流体接触时可溶胀材料致动所述致动器构件。

根据本发明的另一个实施例，响应于流体起动致动器构件的致动的方法包括以下步骤：流体使可溶胀材料从未膨胀状态移动到膨胀状态；并且其中可溶胀材料相对于致动器构件定位，使得当该可溶胀材料与不期望的流体接触时可溶胀材料致动所述致动器构件。

本发明的优点在于可以用于使来自单口井中的多层带的过量和不期望的流体开采的检测自动化、并控制所述流体开采。这些流量控制装置可以封堵不期望流体的进一步开采并且沿井身向上传送信号以将这些封堵警告给操作者。每一个层带的开采都可以单独控制并且适于具体的局部条件以优化总的井产能。

附图说明

本发明的进一步特征和优点结合附图将从以下详细说明变得更加清楚。

本发明通过本发明的示例性实施例的非限制性示例参照所示的多个附图在随后的详细说明中被进一步说明，其中在附图的多个视图中相同的附图标记表示类似的部件，其中：

图1是装有根据本发明的流入控制系统的示例性多层井眼和开采组件的侧向剖视图；

图2是示出了不期望流体的层迁移的示例性多层井眼和开采组件的侧向剖视图；

图3是示出了进入到流入控制装置中的不期望流体的层迁移的示例性多层井眼和开采组件的侧向剖视图；

图4示出了根据本发明的实施例的显示打开操作状态的流入控制装置；

图5示出了根据本发明的实施例的显示闭合操作状态的流入控制装置；

图6示出了根据本发明的实施例的显示打开操作状态的流入控制装置；

图7示出了根据本发明的实施例的显示闭合操作状态的流入控制装置；

图8示出了根据本发明的实施例的显示打开操作状态的流入控制装置；

图9示出了根据本发明的实施例的显示闭合操作状态的流入控制装置；

图10示出了根据本发明的实施例的显示打开操作状态的流入控制装置；

图11示出了根据本发明的实施例的显示闭合操作状态的流入控制装置。

具体实施方式

这里仅以示例的方式并且为了示例性地论述本发明的实施例而显示了详细说明，并且提供该详细说明以提供认为最有用并且易于理解本发明的原理和概念方面的说明。在这点上，没有试图以比基本理解本发明更详细的方式显示本发明的结构细节，且参照附图的说明使本领域的技术人员清楚在实际中可以如何实施本发明的多个形式。进一步地，不同附图中相同的附图标记表示相同的元件。