[发明专利]在烃类开采中使用的可渗透介质流动控制装置

说明书

技术领域

本发明总的来说涉及用于有选择地控制流体流入到井眼的开采管柱中的系统和方法。

背景技术

烃类诸如油和气是从地下地层利用钻进地层的井眼开采的。这样的井通常通过沿着井眼长度放置一套管(casing)并在临近各个这样的开采区的套管上钻孔以将地层流体(例如烃类)抽取到井眼内来完成。这些开采区有时通过在开采区之间安装一封隔器而彼此分开。从各开采区进入井眼的流体被吸入延伸到地表的管材。所希望的是沿开采区具有基本上均匀的排放。不均匀的排放会导致不希望有的状况，例如侵袭性气锥或水锥。如果是采油井，例如，气锥会导致气体流入井眼内，会显著减少石油开采。同样，水锥也会导致水流入油开采流量内，这也会降低开采油的数量和质量。因此，希望在整个开采区提供均匀的排放和/或能够在遭受不希望的水和/或气的流入的开采区内部有选择地关闭或减少流入。

本发明解决了先有技术的这些及其他需要。

发明内容

在多个方面，本发明提供了一种用于控制流体从地层流入到井眼管材内的流入控制装置。在一个实施例中，流入控制装置包括一流动空间，所述流动空间提供地层与井眼管材的孔之间的流体连通。可以在流动空间中设置可渗透介质，以在可渗透介质上引起一预定压差。例如，可渗透介质可具有构造成提供所希望的预定压差的孔隙度。在有些实施例中，可渗透介质可以包括多个基本上独立的元件，当设置在流动空间中时，这些元件之间具有孔隙空间。在其他实施例中，可渗透介质可以包括固态多孔部件。在其他实施例中，流动空间中的介质可包括材料组合。在一个实施例中，流入控制装置可以包括沿井眼管材设置的外壳。流动空间可以形成在外壳中。在有些配置中，可以在流入控制装置的流动空间的上游设置一过滤元件。在一个配置中，流动空间可以形成在与外壳相关联的插塞部件中。在某些应用中，插塞部件是可移除的。在某些实施例中，外壳中的节流元件可以提供与井眼管材的孔的平行流体连通。例如，一止回阀可以构造成在流入控制装置中达到预设压力时打开。另外，可以在流动空间中设置一闭塞体(occlusion body)，其构造成在暴露于预设情况时分解。闭塞体临时密封流动空间，这样可以使管材的孔增压。

在多个方面，本发明提供了一种用于控制流体从地层流入到井眼管材内的系统。该系统可以包括沿井眼管材的一段设置的多个流入控制装置。各流入控制装置可以包括在地层与井眼管材的流动孔之间的流动路径中设置的可渗透介质，以控制流动特性。流动特性可以是下列中的一个或多个：(i)压力、(ii)流量和(iii)流体组分。在一个配置中，各可渗透介质的孔隙度构造成沿着该段井眼管材产生基本上均匀的流动特性。在某些配置中，可以在多个流入控制装置中的一个或多个的上游设置过滤元件。可渗透介质可以包括多个构造成当设置在流动空间中时其间具有孔隙空间的基本上独立的元件和/或具有孔的基本上固态的部件。

在多个方面中，本发明提供了一种用于控制流体从地层流入到井眼管材内的方法。该方法可包括：经由一流动空间提供地层与井眼管材的孔之间的流体连通；和将可渗透介质设置在流动空间中。可渗透介质可具有构造成在可渗透介质上引起预定压差的孔隙度。

应当明白，本发明更重要的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

参照下列详细说明书，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有点和其他方面，其中贯穿附图中所示的几个视图，同样的参考标记表示同样或类似的元件，以及其中：

图1是示例性多区井眼和开采组件的示意性正视图，所述组件结合有依照本发明的一个实施例的流入控制系统；

图2是示例性裸井开采组件的示意性正视图，所述组件结合有依照本发明的一个实施例的流入控制系统；

图3是依照本发明的一个实施例制成的示例性开采控制装置的示意性横截面视图；

图4是示例性开采控制装置的示意性横截面图，其使用了依照本发明的一个实施例制成的插塞部件；和

图5是图4实施例的示意性端视图。

具体实施方式