[发明专利]用于在井眼中进行无源流体控制的设备和方法

说明书

交叉引用

本申请要求享有2009年8月13日提交的、美国专利申请序列号为12/540888且发明名称为“用于在井眼中进行无源流体控制的设备和方法”的优先权。

技术领域

本发明总的来说涉及用于对流体流入到井眼的开采管柱中进行有选择地控制的设备和方法。

背景技术

诸如油和气这样的烃类是从地下地层利用钻进地层的井眼采收的。通常，从多个含烃地层(或开采区)沿着井眼对烃进行采收。水通常与烃一起存在于开采区中。有时，将水注入到相邻井眼(也被称作“注入井”)中，以使烃从地层朝着井眼移动。在开采区寿命晚期，生成到井眼中的水量势必不断增加。有时发生透水。透水导致来自附近地层的大量水或者注入到注入井中的水流至开采区，进而流入井眼。

在穿过含烃的单个开采区的水平井眼区段中出现了特定的问题。当流体从不同区域不均匀地进入井眼时，流体会使烃开采层不均匀地降低，导致水被加速抽吸到井眼中。水的生成是不希望有的，尤其是因为水占据了用于提升烃至地面的可利用管道空间，此外在将烃输送到目的地之前，必须在地面上从烃中分离水并处置掉。

流量控制装置与砂筛联合使用，以均衡穿过生产层段流入生产油管中的流体的流量。诸如阀的流量控制装置用以防止或限制来自开采区的流体流动。流量控制装置限制水的流动同时限制烃的流动。而且，这样的流量控制装置复杂、昂贵，可能需要频繁的维修。

本发明提供用于控制水流入井眼的设备和方法，其解决了上述一些缺陷。

发明内容

在多个方面，本发明提供了用于控制水从地下地层流入到开采管内的系统、装置和方法。在一个方面，提供了制造流动装置的方法，在一个实施例中，该方法可包括：提供形状随变(shape-conforming)元件；通过向形状随变元件添加亲水聚合物形成流量控制元件，所添加的亲水聚合物的量足以使流量控制元件限制水的流动。

在另一个方面，提供了一种流动装置，根据一个实施例，所述流动装置可以包括流量控制元件，所述流量控制元件由形状随变材料和配置在形状随变材料内部的亲水聚合物形成，所述亲水聚合物的量足以使流量控制元件限制通过该流量控制元件的水流量。

本发明更重要特征的例子概述得相当宽泛，以便可以更好地理解下述的详细说明书以及可以领悟对本领域做出的贡献。当然，本发明还具有额外的特征，这将在下文描述，其形成了关于本发明的权利要求的主题。

附图说明

参照下面的详细说明内容，并结合附图，本领域普通技术人员将更容易领悟和更好地理解本发明的优点和其他方面，其中贯穿附图中所示的几个视图，同样的参考标记通常表示同样或类似的元件，以及其中：

图1是结合有根据本发明的流量控制装置的示例性裸井开采组件的侧剖视图；

图2是示例性流量控制装置的侧剖视图，该流量控制装置包括根据本发明一个实施例的压缩形式的形状随变元件；

图3是示例性流量控制装置的侧剖视图，该流量控制装置包括根据本发明一个实施例的膨胀形式的形状随变元件；和

图4是示例性流量控制装置的一部分的详细侧视图，根据本发明的一个实施例，该流量控制装置包括带有亲水聚合物的可渗透泡沫。

具体实施方式

本发明涉及对进入井眼中的开采烃进行控制的装置和方法。本发明容许不同形式的实施例。在视图中显示以及在此描述的是本发明的具体实施方式，应理解为：本发明被认为是在此所述的装置和方法的原理范例，而不是将本发明限制于在此显示和描述的实施例。

图1是示例性井眼110的示意图，该井眼穿过大地112钻入一对地层114、116中，人们希望从该对地层进行烃开采。井眼110具有一偏向的或基本上水平的支腿119。井眼110具有在后阶段开采组件，其整体以附图标记120来指示，该开采组件通过从井眼110的地面126上的井头124向下延伸的井眼管柱122设置在井眼中。开采组件120沿其长度限定一内部轴向流动孔。一环空130限定在开采组件120与井眼内表面131之间。所示的开采组件120具有水平部分132，所述水平部分沿着井眼110的支腿119延伸。在沿着开采组件120的选定部位上设有根据在此论述的实施例制得的流体控制装置134。任选地，流体控制装置134通过一对封隔器装置136隔离在井眼110内，如区域137所示。