[发明专利]用于碳氢化合物开采中的可调节流量的控制装置

说明书

技术领域

本发明总体涉及用于选择性地控制例如开采管等井筒管和地层之间的流体流的系统和方法。

背景技术

例如石油和天然气等碳氢化合物使用钻入地层中的井筒从地层采收。这样的井通常以如下方式完井：沿井筒长度放置套管并且在每一个这样的开采区附近对套管进行钻孔来将地层流体(例如碳氢化合物)提取至井筒中。这些开采区有时通过在开采区之间安装封隔器来彼此隔开。来自每一个开采区的进入井筒的流体被抽吸到延伸到地面的管道中。期望沿开采区具有基本上均匀的排放。不均匀的排放可能会导致例如侵入气体锥或水锥等不利情况。在例如采油井的情况下，气体锥可使气体入流到井筒中，这可能显著降低产油量。以类似的方式，水锥可使水入流到油开采流中，这可降低采油的数量和质量。因此，可能期望在整个开采区提供可控的排放和/或在经受不期望的水和/或气体流入的开采区内具有选择性地隔离或减少入流的能力。另外，可能期望使用井筒管将流体注入到地层中。

本发明满足了现有技术的这些和其他需要。

发明内容

在一些方面中，本发明提供一种用于控制井筒管和地层之间流体流的设备。所述设备可包括主体，所述主体具有至少两个构造用于传送流体的流动路径。所述流动流路径可在所述主体中彼此液压隔离，并且所述流动路径中的至少一个可闭塞。在一些布置中，所述至少两个流动路径中的每一个在流经其的流体中产生不同的压降。在一些实施例中，所述流动路径中的至少一个包括腔室和与所述腔室连通的至少一个开口。其他实施例可包括不止一个腔室和开口。例如，流动路径可包括多个腔室，所述腔室彼此流体连通。在一些布置中，几个流动路径中的每一个包括多个腔室，并且所述腔室可彼此流体连通。所述流动路径中的每一个可经其产生不同的压降。在一些实施例中，所述流动路径中的每一个具有与所述井筒的环空连通的第一端和与所述井筒管的孔腔连通的第二端。而且，在一些布置中，闭塞构件可闭塞所述流动路径中的一个或多个。

在一些方面中，本发明提供用于控制流体在井筒管和井的环空之间的流动的方法。所述方法可包括在主体中形成至少两个流动路径，所述流动路径中的每一个具有与所述环空连通的第一端和与所述井筒管的孔腔连通的第二端；将所述至少两个流动路径中的至少一个形成为用于接纳闭塞构件；和将所述至少两个流动路径在所述主体中彼此液压隔离。所述方法可还包括使用所述闭塞构件闭塞所述流动路径中的至少一个。在一些实施例中，所述方法可还包括将所述流动路径中的每一个构造成在流经其的流体中产生不同的压降。而且，所述方法可包括将所述流动路径中的至少一个构造成包括腔室和至少一个与所述腔室连通的开口。而且，所述方法可包括将所述流动路径中的至少一个构造成包括多个腔室，所述腔室彼此流体连通。而且，所述方法可包括将所述至少两个流动路径中的每一个构造成包括多个腔室，所述腔室彼此流体连通，并且其中，所述至少两个流动路径中的每一个经其产生不同的压降。而且，所述方法可包括将所述至少两个流动路径中的每一个设置有与所述井筒的环空连通的第一端和与所述井筒管的孔腔连通的第二端。

在其他方面中，本发明提供用于控制井中流体流的系统。所述系统可包括布置在井中的井筒管，所述井筒管具有流动孔腔；和多个沿所述井筒管设置的流量控制装置。所述流量控制装置中的每一个可包括主体，所述主体具有多个构造用于在所述井的环空和所述流动孔腔之间传送流体的流动路径，所述流动路径中的每一个具有与井筒的环空连通的第一端和与所述流动孔腔连通的第二端，所述流动路径中的每一个在其各自第一端和第二端之间彼此液压隔离，并且其中，所述多个流动路径中的至少一个能够选择性地闭合。

应可理解，本发明的更重要的特征的示例已经概括地总结，以可更好地理解后面的其详细描述，并且以可意识到对本领域的贡献。当然，存在后文将描述的并且将形成所附权利要求主题的其他特征。

附图说明

由于在结合附图考虑时参照后面的详细描述将更好地理解本发明的优点的其他方面，因此本发明的优点和其他方面将易于由本领域普通技术人员领会，在全部几幅附图中，相似的附图标记标示相似或类似的元件，其中：

图1是示例性多区域井筒和结合了根据本发明一个实施例的入流控制系统的开采组件的示意性正视图；

图2是结合了根据本发明一个实施例的入流控制系统的示例性裸眼开采组件的示意性正视图；

图3是根据本发明一个实施例制备的示例性开采控制装置的示意性剖视图；

图4是根据本发明一个实施例制备的流量控制装置的等轴视图；和