[发明专利]井下可有线调节的流量控制装置及使用该装置的方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请请求享有美国专利申请序列号为12/645,273的申请日的权益，该申请于2009年12月22日申请，名称为“井下可有线调节的流量控制装置及使用该装置的方法”。

技术领域

本发明总体上来说涉及用于控制从地下地层到井眼中的开采管柱中的流体流量的设备和方法。

背景技术

诸如油和气这样的烃类是利用钻进地层的井或井眼从地下地层采收的。在有些情况下，这样的井眼通常通过以下方式完井：沿着井眼长度放置套管并临近各个开采区（含烃区）对套管钻孔以将流体（例如油和气）从相关的开采区抽取到井眼内。在其它情况下，井眼可能是裸井，即没有套管。一个或更多个流量控制装置置于井眼中，以控制流入井眼中的流体流量。这些流动控制装置和开采区通常通过在它们之间安装封隔器而彼此分开。从各个开采区进入井眼的流体被吸入延伸到地面的管形构件中。所希望的是，沿开采区具有基本上均匀的流体流动。也期望能调节流量控制装置以不产出不需要的流体（例如水或气体），或减少从受影响区产出的不需要的流体量。

通常利用多个流入控制装置来完成水平井眼，这些流入控制装置可沿水平部分的长度方向隔开布置。地层流体常常包含油层、油下面的水层以及油上面的气层。水平井眼典型处于水层上方。油、水和气的边界层在水平井的整个长度上可能不是均匀的。而且，地层的某些性质，例如孔隙度和渗透率，沿着井长度也可能不是相同的。所以，地层和井眼之间的油可能不会均匀地流过多个流入控制装置。对于生产井眼来说，所希望的是:油相对均匀地流入井眼内以及防止水和气流过各个流入控制装置。被动式（passive）流量控制装置通常用来控制流入井眼的流量。这种流量控制装置在地面被设定为用于特定流量、然后被安装在开采管柱中；开采管柱然后被输送到井眼并安装在井眼中。这种预先设定的被动式流入控制装置不被设计或构造为用于井下调节。在井已经生产之后，钢缆工具被周期性地输送到开采管柱中以确定流体、井眼或地层的一个或更多个特性，确定需要调节特定流量控制装置中的流体流量，例如这是因为特定区域已经开始产出了不期望的流体如水或气体，或者所述流入控制装置已经堵塞或受损害且当前设置不充分，等等。为了改变经过这种被动式流入控制装置的流体流量，需要拉出开采管柱来调节或更换流量控制装置。这类方法成本十分高昂且耗时。

本发明所公开的内容提供了改进的设备和方法，用于确定井下的一个或更多个所关注的特性并调节流量控制装置，而不需要将开采管柱从井眼中移出。

发明内容

在一方面，提供了一种从井眼中产出流体的方法，该井眼包括开采区，开采区具有用于控制地层和井眼之间的流体流量的流量控制装置。在一个实施例中该方法包括如下步骤：提供具有传感器的工具，该传感器被构造成提供与井下所关注的特性相关的测量值，其中该工具被构造成调节来自所述流量控制装置的流体流量；将该工具输送到井眼中；使用该工具来确定所关注的参数；和，至少部分响应于所确定的、所关注的参数，利用该工具调节通过所述流量控制装置的流量。

在另一实施例中，对从地层流出的流体进行控制的方法可包括如下步骤：将流量控制装置布置在井眼中的选定位置，该流量控制装置包括流动区域和设定装置，所述设定装置用于调节穿过所述流动区域的流体流量；将一工具输送到井眼中，该工具被构造成在流量控制装置内部运动，该工具包括：（i）传感器，其被构造成提供与所关注的井下特性相关的测量值，和（ii）锁定装置，其被构造成连接到所述流量控制装置的设定装置上；使用井眼中的传感器所测的测量值来确定所述所关注的特性；以及将工具中的锁定装置连接到流量控制装置中的设定装置上并移动所述设定装置，从而，在工具于井眼中的单个输送行程期间，响应于所关注参数的确定值来调节流经所述流量控制装置的流量。

在另一方面，提供了一种用于控制地层和井眼之间的流体流量的设备。根据一个实施例该设备可包括：构造成被输送到井眼中的工具；该工具包括：至少一个传感器，用于估测井下的所关注的特性；以及锁定装置，该锁定装置被构造成连接到井眼中的流量控制装置上，从而改变经过所述流量控制装置的流体流量。

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，本发明还具有附加特征，这将在下文描述，其形成了附加于此的权利要求的主题。

附图说明