專利名稱：可膨脹的流動控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域是流動平衡裝置，用于控制從儲層到生產(chǎn)油管 的流入，以便從生產(chǎn)儲層的不同部分更加均勻地開釆。
技術(shù)背景環(huán)空流動，尤其會在儲層中的長的水平層中導(dǎo)致不受歡迎的流入 生產(chǎn)油管的非均勻流動，并且助長了出砂以及隨之而產(chǎn)生的腐蝕，這 不利地影響了井下設(shè)備，例如篩管。為了防止這種由篩管段外部周圍 的環(huán)流導(dǎo)致的非均勻流入的趨勢，在過去已經(jīng)嘗試的是向各個篩管段 增加流動控制機(jī)構(gòu)，以使過去常常是更靠近篩管組件的上端(井上方 向)或尾端的大部分流動改道，通常流動更靠近上端或尾端是因?yàn)樯?端或尾端代表了阻力最小的通道。本質(zhì)上，該問題的解決方案涉及對 篩管段的重新配置，以便在每個篩管段的流動可以穿過篩管材料，然 后進(jìn)入篩管與在篩管段沒有穿孔的基管之間限定的環(huán)形空間。在穿過 那個區(qū)域后，在到達(dá)基管的孔之前流動將通過曲折的通道。篩管的每 段可具有這種內(nèi)在的阻力形式，以便篩管的組件總的來說將在生產(chǎn)層帶的整個長度上平衡來自儲層的流動。為了闡述這種方案，參考Baker Hughes Incorporated of Houston, Texas銷售的Equalizer 篩管,這 種方案詳細(xì)地描述在Jody Augustine的題為"An Investigation of the Economic Benefit of Inflow Control Devices on Horizontal Well Completions Using a Reservoir畫Wellbore Coupled Model"("利用油藏 -井筒耦合模型對水平井完井的流入控制裝置的經(jīng)濟(jì)效益研究，，)的 SPE論文78293中。美國專利3,450,207; 5,435,393和6,112,815也與 這個概念有關(guān)。在使用這些裝置時(shí)，通常對環(huán)形空間進(jìn)行礫石充填， 以控制環(huán)空流動性質(zhì)并限制不受歡迎的出砂。最近，已經(jīng)確立了井下脹管的概念，并且膨脹篩管以減小周圍環(huán)空的尺寸，同時(shí)著眼于消除礫石充填的需要。尤其在長的水平層，對 礫石分布存在擔(dān)心，并且理想的是篩管膨脹作為消除那些擔(dān)心的方式， 這是通過減小在具有割縫襯管的棵眼井中篩管周圍的環(huán)形空間尺寸而 實(shí)現(xiàn)的。但是，盡管結(jié)合了膨脹技術(shù)，仍然存在與從儲層通過篩管進(jìn)入生 產(chǎn)油管的環(huán)空流動和非均勻流動相關(guān)的問題。已知流動平衡裝置的獨(dú)特構(gòu)造并沒有形成可順從膨脹的組件。因此，本發(fā)明針對的是這樣一 種組件，它可以順從膨脹，同時(shí)還提供把來自儲層的流動均勻地分配 入生產(chǎn)管柱的能力。通過下面對優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述、附圖和權(quán)利 要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員將更容易理解本發(fā)明的這些和其它特征。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及僅僅在每個篩管段之下的特定段穿孔的基管的使用。 入流穿過可選擇的外罩，然后穿過篩管材料，進(jìn)入篩管材料和未穿孔 基管之間的環(huán)形空間。在那個環(huán)形空間縱向穿行之后，流動必須穿過 限流裝置，其優(yōu)選地包括在未射孔基管的外部限定的通道內(nèi)的多孔介 質(zhì)。在通過特定篩管段中的多孔介質(zhì)之后，流動可以通過基管的開口。 圍繞環(huán)優(yōu)選地在下入和膨脹過程中保護(hù)多孔介質(zhì)，并也可選擇地產(chǎn)生 附加的流動阻力，以與多孔介質(zhì)協(xié)同工作。還構(gòu)思了其它的代替多孔 介質(zhì)的流動限制技術(shù)。


附圖l是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的截面示意圖； 附圖2是采用本發(fā)明的篩管段的截面圖； 附圖3是篩管應(yīng)用的一個可供選擇的實(shí)施例； 附圖4是利用包含本發(fā)明的膨脹篩管組件的水平完井的截面圖。
具體實(shí)施方式
參見附圖l和2，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例包括成多段形式的基管10，附圖2所示為單個段。一個或多個開口 12優(yōu)選地位于基管10的上(井 上方向)端部14。外部結(jié)構(gòu)16覆蓋開口 12,以建立用于流動的入口 18，該流動已進(jìn)入附圖2所示位于篩管22下面的環(huán)空20中。在一個實(shí)施例中，通過金屬或非金屬的多孔介質(zhì)24,例如織物、棒或珠子， 它們被填充成層或燒結(jié)以建立流動限制，從而提供了流入開口 12的阻 力。雖然介質(zhì)24可以過濾已經(jīng)通過篩管22的顆粒，但其實(shí)質(zhì)是流動 阻力，以允許平衡來自附圖4所示的生產(chǎn)層帶26的流動，其中堆疊的 篩管段28在近水平層帶中延伸。附圖2中的箭頭30表示從基管10內(nèi)部的通道32內(nèi)膨脹。可以利 用任何已知的技術(shù)進(jìn)行膨脹，例如固定的或可調(diào)節(jié)的脹管器、芯子的 兩個密封件之間的膨脹式施加壓力或帶有固定或可調(diào)節(jié)滾子的滾子脹 開器。在優(yōu)選的實(shí)施例中，在膨脹過程中使得外部表面非常接近棵眼 井。即使在膨脹過程中外部表面34接觸到井壁或周圍的管子，多孔介 質(zhì)在膨脹基管10時(shí)對壓潰也具有一些阻力。在每個篩管段中對流動的 阻力不需要相同。與越向井下的篩管段28相比，越向井上方向的篩管 段可能提供越多的阻力，以抵消越向井上方向形成的最少阻力的通道， 其中在越向井下方向的篩管段28那里對進(jìn)入和流到地面有更大的阻 力。如附圖l所示，本發(fā)明可以沒有任何篩管而使用。它可以只是一 系列入口 12，每個這樣的開口 12聯(lián)合有流動限制裝置24，包括外部 結(jié)構(gòu)16以助于保持限制裝置24和/或增加帶有入口 18的環(huán)空通道， 其中，取決于期望的流量和入口 18的橫截面積，入口 18本身可以用 作流動限制裝置?？商娲?，僅僅一些開口可使用流動限制裝置24和 外部結(jié)構(gòu)16。通過調(diào)節(jié)開口 12的尺寸，使較小尺寸的在向井上方向， 而較大尺寸的在向井下方向，就可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的流動平衡。流動限制 裝置24可用作用于通過篩管22的微粒的過濾器，盡管流動限制裝置 24主要的功能是提供壓降以平衡篩管段之間的流動。附圖3表示了篩管段的替代實(shí)施例，其顯示了具有穿孔區(qū)域38和 40的外套36，穿孔區(qū)域38和40分別通向篩管42和44。基管46在 篩管42和44下沒有穿孔，以便流動在環(huán)形空間48內(nèi)縱向移動，直到 從相對方向到達(dá)開口50。外套36是可選擇的。外部結(jié)構(gòu)16可以采取多種形式。其目的之一是產(chǎn)生通向開口 12的流道。另一個用途是在下入或膨脹過程中容納或保護(hù)多孔介質(zhì)24。 有利地，多孔介質(zhì)24應(yīng)該在膨脹過程中耐壓潰。本發(fā)明可以用于平衡產(chǎn)自層帶的油氣或水的流動，不論該層帶是 豎直、水平或介于二者之間。通過確保更加均勻的生產(chǎn)和進(jìn)一步通過 采用順從膨脹的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明進(jìn)一步減少了環(huán)空竄流，并可在一些情 況中消除礫石充填的需要，同時(shí)提供了更好的對層帶開采的方式，以 便從中開采最多的油氣。能夠?qū)崿F(xiàn)的均勻流動還將減少腐蝕并減少從 層帶中產(chǎn)出的其它固體或液體，這些固體或液體會取代來自層帶的期 望流體。上面的描述是優(yōu)選實(shí)施例的闡述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行許多 改變而不偏離本發(fā)明，本發(fā)明范圍是由下面權(quán)利要求的字面范圍和等 同范圍確定的。
權(quán)利要求
1、一種控制從儲層流入生產(chǎn)管的流動的方法，包括定位具有至少一個與生產(chǎn)儲層相鄰的開口的管子；把流動調(diào)節(jié)裝置與至少一個所述開口聯(lián)合在一起；在與所述開口相鄰的區(qū)域膨脹所述管子。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，包括 在至少一個所述開口上提供外部結(jié)構(gòu)。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，包括沿著所述管子的外部并向著至少一個所述開口引導(dǎo)流動通過提供 流動阻力的通道。
4、 如權(quán)利要求l所述的方法，包括把多孔介質(zhì)用作所述流動調(diào)節(jié)裝置，以限制流動從所述管子外部 通過至少一個所述開口 。
5、 如權(quán)利要求l所述的方法，包括提供篩管，以限定篩管與管子外部之間的至少 一個環(huán)空流道； 把所述流動調(diào)節(jié)裝置放入所述篩管和至少一個所述開口之間的所 述流道內(nèi)。
6、 如權(quán)利要求l所述的方法，包括 采用外部結(jié)構(gòu)，以限定通向至少一個所述開口的流道。
7、 如權(quán)利要求l所述的方法，包括從所述管子外部的相對方向向至少一個所述開口引導(dǎo)流動。
8、 如權(quán)利要求2所述的方法，包括 由跨越所述開口的連續(xù)的L形環(huán)形成所述結(jié)構(gòu)。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，包括在所述環(huán)和所述管子之間放置所述流動調(diào)節(jié)裝置。
10、 如才又利要求3所述的方法，包括 在所述通道中放置多孔介質(zhì)以用作所述流動調(diào)節(jié)裝置。
11、 如權(quán)利要求10所述的方法，包括利用所述流動調(diào)節(jié)裝置來過濾從中通過的流體。
12、 如權(quán)利要求7所述的方法，包括在所述流動被引導(dǎo)到所述流動調(diào)節(jié)裝置之前引導(dǎo)流動通過分立的 篩管。
13、 如權(quán)利要求12所述的方法，包括 采用金屬或非金屬多孔織物作為所述流動調(diào)節(jié)裝置。
14、 如權(quán)利要求13所述的方法，包括 在所述篩管上提供外部保護(hù)套。
15、 如權(quán)利要求9所述的方法，包括利用用作所述流動調(diào)節(jié)裝置的多孔介質(zhì)來從所述管子支撐所述環(huán)。
16、 如權(quán)利要求9所述的方法，包括提供篩管，以限定在篩管與管子外部之間的至少一個環(huán)空流道； 在所述篩管和至少 一 個所述開口之間的所述流道內(nèi)放置所述流動調(diào)節(jié)裝置。
17、 如權(quán)利要求IO所述的方法，包括提供篩管，以限定在篩管與管子外部之間的至少一個環(huán)空流道； 在所述篩管和至少一個所述開口之間的所述流道內(nèi)放置所述流動調(diào)節(jié)裝置。
18、 如權(quán)利要求16所述的方法，包括提供多個篩管，每一個篩管都具有所述調(diào)節(jié)裝置，以提供不同的 流動阻力，以使向所述篩管的流動平衡。
19、 如權(quán)利要求17所述的方法，包括提供多個篩管，每一個篩管都具有所述調(diào)節(jié)裝置，以提供不同的 流動阻力，以使向所述篩管的流動平衡。
全文摘要
本發(fā)明涉及僅僅在每個篩管段之下的特定段穿孔的基管的使用。入流穿過可選擇的外罩，然后穿過篩管材料，進(jìn)入篩管材料和未穿孔基管之間的環(huán)形空間。在那個環(huán)形空間縱向穿行之后，流動必須穿過限流裝置，該限流裝置優(yōu)選地包括在也是未穿孔的基管外部限定的通道內(nèi)的多孔介質(zhì)。在通過特定篩管段的多孔介質(zhì)之后，流動可以通過基管的開口。圍繞環(huán)優(yōu)選地在下入和膨脹過程中保護(hù)多孔介質(zhì)，并也可選擇地產(chǎn)生附加的流動阻力以與多孔介質(zhì)協(xié)同工作。也設(shè)想了其它的代替多孔介質(zhì)的流動限制技術(shù)。
文檔編號E21B43/08GK101238271SQ200680023275
公開日2008年8月6日 申請日期2006年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月1日
發(fā)明者J·T·布魯姆, K·亨里克森 申請人:貝克休斯公司