[发明专利]在地下井中使用的可变流动限制器

说明书

技术领域

本发明大体涉及一种与地下井结合而利用的设备和执行的操作，并且在以下描述的示例中，更具体地提供一种可变流动限制器。

背景技术

在产烃井（hydrocarbon production well）中，能够调节从地层进入井眼内的流体流动是非常有益的。这种调节可服务于多种目的，包括防止水或气锥、最小化产砂量、最小化产水量和/或产气量、最大化产油量、在多个带（zone）之间平衡产量，等等。

因此应理解，在上述情况下，在井中可变地限制流体流动的领域中的进步是符合期望的，并且这类进步在大量的其他情况下也将是有益的。

发明内容

在以下的公开内容中，提供一种可变流阻系统，其为可变地限制井中流体流动的技术领域带来改进。以下描述了一个示例，其中，提供一种设有多个结构的流室，这些结构引起对通过室的流动的限制，以增加流体成分中不期望流体对期望流体的比值。

在一个方案中，本发明向本技术领域提供了一种在地下井中使用的可变流阻系统。该系统可包括流体成分流经的流室。该室具有至少一个入口、出口、以及相对于该出口被螺旋式地定向的至少一个结构。该结构引发流体成分的围绕该出口的螺旋式流动。

在另一方案中，在地下井中使用的可变流阻系统可包括流室，该流室包括：出口；至少一个结构，其引发流体成分的围绕该出口的螺旋式流动；以及至少一个其他结构，其阻碍沿流体成分的流动方向径向地朝向出口改变。

一旦仔细考虑以下对代表性示例的详细描述和附图，这些和其他的特征、优势和益处对于本领域技术人员而言就将是显而易见的，其中，在多个附图中利用相同的附图标记来指代相似的元件。

附图说明

图1是能够体现本发明的原理的井系统的示意性的局部剖视图；

图2是井系统的一部分的放大比例的剖视图；

图3A和图3B是沿图2中的线3-3截取的可变流阻系统的进一步放大比例的剖视图，其中图3A示出经过该系统的相对高速、低密度的流动，而图3B示出经过该系统的相对低速、高密度的流动；

图4是该可变流阻系统的另一构造的剖视图。

具体实施方式

图1代表性地示出了能够体现本发明的原理的井系统10。如图1所示，井眼12具有从套管16向下延伸的大体竖直的未设套管区段14，以及通过地层20延伸的大体水平的未设套管区段18。

管柱22（tubular string）例如为生产管柱（production tubing string），被安装在井眼12中。多个井筛24、可变流阻系统25和封隔器26在管柱22中互连。

封隔器26将在管柱22与井眼区段18之间径向地形成的环空28封堵起来。以这种方式，流体30可经由环空28（这些环空位于相邻的成对的封隔器26之间）的隔离部分从地层20的多个间隔区或带产出。

位于每对相邻的封隔器26之间的井筛24和可变流阻系统25在管柱22中互连。井筛24过滤从环空28流入管柱22内的流体30。可变流阻系统25基于流体的某些特性，可变地限制流体30进入管柱22内的流量。

在此请注意，图中示出的以及本说明书在此描述的井系统10只不过是能够利用本发明的原理的多种井系统中的一个示例。应清楚地理解，本发明的原理绝不限于图中示出的或者本说明书描述的井系统10或其部件的任何细节。

例如，井眼12并非必须包括大体竖直的井眼区段14或大体水平的井眼区段18才算符合本发明的原理。流体30并非必须仅从地层20产出，在其他示例中，流体可被注入地层，流体可既被注入地层又从地层产出等。

井筛24和可变流阻系统25中的每一个并非必须位于一对相邻的封隔器26之间。单个可变流阻系统25并非必须与单个井筛24结合使用。可使用任意数量、设置方式和/或组合的这些部件。

并非任何可变流阻系统25都必须与井筛24一起使用。例如，在注入操作中，注入的流体可流经可变流阻系统25，而不流经井筛24。

井筛24、可变流阻系统25、封隔器26或者管柱22的任何其他部件并非必须被置于井眼12的未设套管区段14、18中。根据本发明的原理，井眼12中的任何区段可设有套管或不设有套管，并且管柱22的任何部分可位于井眼的未设套管区段或设有套管的区段中。

因此，应清楚地理解，本发明描述了如何形成和使用某些示例，但本发明的原理不限于那些示例的任何细节。而是，利用从本发明获得的知识，能够将那些原理应用于许多其他示例。