[发明专利]井装置和流控制装置、在井下井眼中自主导引流的方法

说明书

一种井装置和流控制装置、在井下井眼中自主导引流的方法，该装置包括：流系统，该流系统基于流体流的黏性在由至少三个通道共享的共同入口处分隔所述至少三个通道之间的流动，并且该流系统在取决于流体流的黏性的方向上在由所述至少三个通道共享的共同出口处再结合所述流，其中所述至少三个通道具有对所述流体流的第一阻力、第二阻力、第三阻力，对所述流体流的所述第一阻力、第二阻力、第三阻力中的各个阻力均不同于对所述流体流的所述第一阻力、第二阻力、第三阻力中的其他两个阻力。

本申请是申请人为“哈利伯顿能源服务公司”、申请日为2011年01月26日、申请号为201180008491.9、发明名称为“用于自主井下流体选择且具有通路依赖型阻力系统的方法和装置”的申请的分案申请。

技术领域

本发明总体涉及从含烃地下层中的地层到井筒中的生产管柱的流体流的选择性控制的方法和装置。更具体来说，本发明涉及根据流体流的一些特性通过利用流方向控制系统和用于向流体流提供可变阻力的通路依赖型阻力系统来控制流体流的方法和装置。所述系统还可以优选地包括流体放大器。

背景技术

在穿过含烃地下层的完井期间，生产管和各种的设备被安装在井中以实现流体的安全和有效生产。例如，为了防止来自疏松或松散固结的地下层的颗粒材料的生产，某些完井包括在最接近于所需生产层段处安置的一个或多个防沙筛管。在其它完井中，为了控制进入到生产管中的生产流体的流速，常见的做法是利用完井管柱安装一个或多个流入控制器件。

自任何给定生产管段的生产可经常具有多种流体组分，诸如天然气、石油和水，其中生产流体随着时间推移而在比例成分上有所变化。从而，随着流体组分的比例变化，流体流特性将同样地变化。例如，当生产流体具有成比例地更高量的天然气时，流体的粘度将会更低且流体的密度将会比流体具有成比例地更高量的石油时更低。通常可取的是减少或防止一种成分的生产来支持另一种成分的生产。例如，在石油生产井中，可能需要减少或避免天然气生产且使石油生产最大化。虽然各种井下工具已经用来根据其可取性控制流体的流动，但是需要流控制系统来控制在各种流条件下为可靠的流体的流入。此外，需要自主操作(即，响应于井下的改变条件且无需通过操作员来要求来自表面的信号)的流控制系统。此外，需要不具有移动机械部件的流控制系统，这些移动机械部件易于在包含自流体中的沙的侵蚀或堵塞影响的不利井条件下发生故障。关于注入情况出现类似问题，其中流体流进入到地层中而非离开地层。

发明内容

根据本申请提供了一种装置，包括：流系统，该流系统具有第一通道、第二通道和第三通道以及分别与所述第一通道、所述第二通道和所述第三通道流体连通的第一入口、第二入口和第三入口，并且所述第一入口、所述第二入口和所述第三入口彼此连接，且使流体流通过所述第一入口、所述第二入口和所述第三入口融合，其中第一通道对流体流的第一阻力不同于第二通道对流体流的第二阻力。

本申请还包括位于至少其中一个通道中的涡流二极管，以及位于其中一个通道中的第一限流器，该第一限流器与位于另一个通道中的第二限流器属于不同的类型，以及其中所述第一限流器和所述第二限流器选自如下的组群，即，涡流二极管、弯曲的流动路径、表面纹理、接触特定流体而膨胀的材料、和孔口。

其中，其中一个通道包括沿其长度一致的直径，且该通道长于另一个通道，以在黏性增加时提供对流体流的比另一个通道更大的阻力。

其中第二通道中的流体流响应流体在粘度上的增加的阻力增加小于第一通道中的流体流的阻力增加。

其中响应于黏性的改变，其中一个通道提供对流体流基本恒定的阻力。

其中响应于增加的黏性，其中一个通道提供的阻力大于另一个通道提供的阻力。

其中所述流系统是井下工具。

本申请还提供了一种用于安装在井下区域的井眼中的井装置，包括管壁；流控制系统包括定位在该管壁中的涡流室。

其中所述井装置包括完井管柱段。