專利名稱：：流體分流測量方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一般涉及油田流體分流系統(tǒng)和方法，更確切地說，涉及可利用被實時執(zhí)行和評估的作業(yè)前設(shè)計以確保處理流體在儲油層中4皮有效分流的流體分流測量系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：可以認(rèn)識到增產(chǎn)分流方法和系統(tǒng)已被使用多年。一般地，增產(chǎn)分流方法和系統(tǒng)是由井下生產(chǎn)測井儀(PLT)、帶有y射線檢測儀的放射性示蹤劑以及測量分布溫度的光纖管組成。PLT中的這些測量數(shù)據(jù)通常有單個壓力、單個流量表、y射線和溫度。當(dāng)電纜和/或光纖纖維被連接到撓性管內(nèi)時，來自這些井下儀器的數(shù)據(jù)是實時的，或者當(dāng)工作之后所述數(shù)據(jù)被收集時，來自這些井下一起的數(shù)據(jù)處于存儲模式。傳統(tǒng)增產(chǎn)分流方法和系統(tǒng)的主要問題在于測量數(shù)據(jù)的整理，是否被實時收集或者延遲會比較困難。在多數(shù)情況下，在所述數(shù)據(jù)被收集之后將進(jìn)行幾個小時的整理。如果遙測系統(tǒng)沒有被硬連接(hardwired)到所述地面，到所述地面的延時時間/數(shù)據(jù)時間在整理的時序方面也變得困難。傳統(tǒng)增產(chǎn)分流方法和系統(tǒng)的另一問題在于所述測量數(shù)據(jù)沒有被設(shè)計成以給正在被執(zhí)行的服務(wù)提供定性響應(yīng)。許多服務(wù)之一是流體分流到油井的儲油層部分。傳統(tǒng)增產(chǎn)分流方法和系統(tǒng)的另一問題在于它們從未被設(shè)計成以在例如撓性管的油田管的端部上運行。對于被設(shè)計成以在電纜端部上運行的測井儀流量計來，尤其是這樣。這使得它們?nèi)菀妆粨p壞?，F(xiàn)有系統(tǒng)一般還在所述撓性管中使用金屬線電纜，這增加了重量同時可靠性降低。盡管現(xiàn)有方法和系統(tǒng)適合于他們所解決的特定目的，但是他們不能適合于利用被實時執(zhí)行和評估的作業(yè)前設(shè)計以確保處理流體在儲油層中被有效分流的方法。使用多傳感器和/或測量的以前已知方法和系統(tǒng)一般沒有被策略地放置或者適合于撓性管和/或鉆桿中的流量測量。根據(jù)流量計的類型，轉(zhuǎn)子流量計通常用于測量井下流量、描述通過所5述流道的流速、以及如果存在多相的話用于確定相的分布。已知轉(zhuǎn)子流量計在某種情況下易碎并且易于被外來物體破損葉片、損壞軸承以及堵塞。這在井眼不是光滑的"棵眼(barefoot)"完井中尤其如此。碎片聚集在所述井的下側(cè)會損壞或者甚至損毀轉(zhuǎn)子流量計。圖示1示意性圖示下側(cè)具有碎片聚集物14的水平井12。因此，由于小型轉(zhuǎn)子流量計較脆弱，值得考慮能在增產(chǎn)和處理環(huán)境中替代它們的另一些技術(shù)。的確，即使增產(chǎn)應(yīng)用中的損壞風(fēng)險小于所述生產(chǎn)測井應(yīng)用，也值得評估另一類型的流量計。用于測量導(dǎo)電流體速度的電磁流量計可運用于商業(yè)中。盡管存在技術(shù)挑戰(zhàn)，但是它們正日益地用于導(dǎo)電性較小的流體。相對于圖2,描述了電磁流量計原理。電磁流量計的運行是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。電磁流量計(有時被稱為磁流測量計，或者簡稱為磁通計)測量管中的流體速度，如果已知所述管的橫截面面積，然后他們可測量體積流量。完整的磁通計通常包括襯著絕緣材料(未示出)的非磁性管16。電磁線圈(未示出)產(chǎn)生需要的B磁場，一對電極17、18穿過所述管及其襯里，如圖2中示例性地示出的。當(dāng)流體流過由所述線圈的產(chǎn)生的石茲場B時，在電極17、18兩側(cè)產(chǎn)生電壓E。所述電壓將與所述流體的速度V成比例。通常，由于所述磁場強度和所述管直徑是固定值，因此它們被轉(zhuǎn)化成給出電壓和流體速度之間的筒單關(guān)系的校準(zhǔn)因子K:由于4吏流體方向反向?qū)⒏淖儤O性但不改變信號幅度，所以磁通計可測量兩個方向上的流量。只要它們的導(dǎo)電性超過最小需要的特定設(shè)計，磁流測量計可檢測干凈、多相、污穢、腐蝕性的、侵蝕性的、或者粘性流體和漿液的流動。如果所述流速超過1英尺/秒[31厘米/秒]，較好設(shè)計的期望精確度和范圍是流量的0.2-1%，在10:1到30:1的范圍內(nèi)。在較低流速(甚至低于0.1英尺/秒)下，測量誤差增加，但是所述讀數(shù)仍可重復(fù)，這對于測井儀應(yīng)用是很關(guān)鍵的。最初，磁通計僅能檢測導(dǎo)電流體的流動。對于它們的操作，早期的磁通計設(shè)計需要最小流體導(dǎo)電率為每厘米1-5微西門子(microsiemens)。最近的設(shè)計已經(jīng)把這條件減小了百倍在0.05到0.1微西門子之間，現(xiàn)在可能會更低。可構(gòu)造插入型的電磁流量計，這種流量計被示意性地示于圖3A到3B中。所述磁場、感應(yīng)電壓和流體速度之間的關(guān)系必須符合法拉第定律，如圖3A所示意性地圖示。平面視圖，圖3B,被示意性地示出并且其對稱性確保對在任一方向流動的流體響應(yīng)類似。在絕緣流體中應(yīng)用是可行的，但是由于較高的源阻抗、摩擦帶電的("靜電荷，，)電壓噪聲以及與平均阻抗有關(guān)的增益函數(shù)(因此與混合定律有關(guān))，設(shè)計挑戰(zhàn)要大得多。所述方程然后變?yōu)槠渲蠫是平均混合物介電常數(shù)的函數(shù)。例如這樣的流量計被考慮用于地面流的測量，例如授權(quán)給DowellSchlumberger的美國專利第4,920,795號中討論一種用于導(dǎo)電或者介電流體的電磁流量計及其特別是在油田中的應(yīng)用，但是由于當(dāng)時存在的技術(shù)限制所述產(chǎn)品還沒研發(fā)。通常的磁通計設(shè)計會使用允許具有絕緣沉積物(例如，油膜)功能的電容性電極但會通常需要調(diào)制磁場，因此需要電磁鐵以產(chǎn)生所述B磁場，由于線圈設(shè)計/尺寸和電流限制該B磁場會帶來強度限制。^v上可知，顯然在本領(lǐng)域需要改進(jìn)監(jiān)控油田流體分流的系統(tǒng)和方法
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明，一些系統(tǒng)(在此還被稱為儀器或者井下測井儀)和方法被描述以減小或者克服在前已知系統(tǒng)和方法中的問題。本發(fā)明的第一方面是一種方法，本發(fā)明的其中一個方法包括(a):J巴管插入井眼中，所述管包括具有至少一個流體注入端口的一部分管道；(b)通過所述至少一個流體注入端口注入流體；以及(c)基于一個或者多個測量參數(shù)，確定所述流體注入端口的上游和下游的一個或者更多點處的流體的分層流動。本發(fā)明的方法還包括測量流出所述管的那些方法。所述管可選自撓性管(CT)和分段管，在所述分段管中，各分段部分可通過任何方法(焊接、螺紋配合、法蘭配合及其組合等)予以連接。本發(fā)明的某些方法是指將所述流體穿過所述管而注入到被連接到所述管的遠(yuǎn)端的井底組件(BHA)的那些方法。本發(fā)明的其他方法是指確定分層流動包括監(jiān)控、編程、修正、和/或測量一個或者多個參數(shù)的那些方法，其中所述參數(shù)選自溫度、壓力、轉(zhuǎn)子流量計的旋轉(zhuǎn)、霍耳效應(yīng)的測量、泵送的流體體積、流體流量、流體通道(環(huán)形通道、管道或者二者的結(jié)合)、酸度(PH)、流體成分(酸、轉(zhuǎn)向劑(diverter)、鹽水、溶劑、研磨劑等)、導(dǎo)電性、阻抗、濁度、顏色、粘度、比重、密度及其組合。然而本發(fā)明的其他方法是指所述測量參數(shù)是在所述注入點的上游和下游的多個點處被測量的那些方法。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的優(yōu)點之一在于可優(yōu)化花費在執(zhí)行流體處理/增產(chǎn)的位置上的流體體積和時間。本發(fā)明的示例性方法包括那些包含實時(在此，"實時"包含任何時刻，該任何時刻是指從立刻響應(yīng)到在將隨后改變井下條件的地面參數(shù)中造成變化所需的時間)進(jìn)行作業(yè)前流體分流設(shè)計的方法。然而其他方法包括實時評估、修正、和/或編程所述流體分流以確保處理流體在儲油層中被有效分流。通過更精確地確定所述處理流體的位置，其中所述處理流體可包括或者不包括固體，例如漿液，本發(fā)明方法可包括經(jīng)由一個或者多個流動控制裝置和/或流體液壓技術(shù)控制所述注入以把所述流體分流/放置到由操作目標(biāo)確定的理想位置。本發(fā)明的另一方面是各系統(tǒng)，一個系統(tǒng)包含(a)具有主流動通道和流體分流端口的一部分管道；(b)在所述部分管道中的至少兩個傳感器，一個傳感器位于所述流體分流端口的上游，一個傳感器位于所述流體分流端口的下游，每個傳感器適于測量通過所述流體分流端口被分流到井眼中的流體參數(shù)；和(c)用于實時使用所測量的參數(shù)來監(jiān)視、控制或者監(jiān)視和控制所述流體分流的設(shè)備。本發(fā)明的系統(tǒng)包括其中設(shè)置有能檢測流出所述管的至少一個傳感器的那些系統(tǒng)。本發(fā)明的系統(tǒng)包括這些系統(tǒng)，即在這些系統(tǒng)中所述傳感器可選自轉(zhuǎn)子流量計、電磁流量計、熱有源的溫度傳感器、熱無源的溫度傳感器、PH傳感器、阻抗傳感器、光學(xué)流體傳感器、超聲波流速傳感器、壓差流動傳感器以及放射性和/或者非放射性示蹤劑傳感器，例如DNA或者染料傳感器。本發(fā)明的某些系統(tǒng)包括一些設(shè)備，這些設(shè)備用于實時利用該信息以評估和改變，如果需要的話，一個或者多個流體分流參數(shù)。用于使用檢測到的信息的設(shè)備可包括位于所述地面、所述儀器或者二者之處的指令和控制子系統(tǒng)。本發(fā)明的系統(tǒng)包括井下流動控制裝置和/或設(shè)備，用于在所述地面處改變環(huán)空注入端口和管道注入端口中的注入水力條件。本發(fā)明的系統(tǒng)可包括多個傳感器，這些傳感器可在井下和所述地面具有可編程動作，能夠以實時方式檢測從所述管中流出的流體、在所述管之下流動的流體以及在所述管和所述井眼之間的環(huán)空之上流動的流體。這可以通過使用一個或者更多算法予以實現(xiàn)以允許快速實時整理所述井下數(shù)據(jù)，允許在地面或者井下進(jìn)行一些改變以便有效處理。本發(fā)明的系統(tǒng)可包含控制器，用于控制流體方向和/或者>^人所述地面關(guān)閉流動。本發(fā)明的示例性的系統(tǒng)可包括流體處理子系統(tǒng)，能夠通過指令和控制機(jī)構(gòu)改進(jìn)流體分流。這些子系統(tǒng)會允許控制流體混合或者控制流體特性的改變。本發(fā)明的系統(tǒng)可包括一個或者更多井下流體流動控制裝置，該裝置可被用來把流體放置在所述井眼中的規(guī)定位置，從所述地面改變所述環(huán)空和/或者管中的注入水力條件，和/或隔離一部分井眼。本發(fā)明系統(tǒng)還可在所述管的注入端口的上、下(并且還可在所述管的注入端口處)包括傳感器和/或測量儀器的不同結(jié)合以確定所述流體的分、'六通過一個或者更多通信連接，包括但不限于硬布線、光纖、無線電、或者微波傳送，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可包括地面/儀器通信。在示例性的實施方式中，傳感器測量、實時數(shù)據(jù)獲得、分析軟件和指令/控制算法可被用來確保有效的流體分流，例如，當(dāng)所述信號剛被發(fā)送到所述指令和控制已經(jīng)發(fā)生的地面時，通過預(yù)編程的算法可執(zhí)行指令和控制，通過控制進(jìn)入所述儲油層和井眼中的注入流體的位置進(jìn)行所述控制。在其他示例性的實施方式中，當(dāng)在撓性管或者組合管上進(jìn)行泵送期間，進(jìn)行可被實時分析的定性測定的能力是一個優(yōu)點。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可包括實時指示流體流出(分流)所述管的井下端，其可包括指示沿著所述完井向下、沿著所述環(huán)空向上、以及處于所述儲油層中。在管道的端部可使用兩個或者更多與注入點被間隔開的流量計，例如，電磁流量計、或者熱有源傳感器。與流過所述管內(nèi)部的已知流動相比(當(dāng)在地面測量時)，其他發(fā)明方法和系統(tǒng)可包含兩個相同的分流測量裝置，該分流測量裝置彼此間隔開并在所述端部處的流體注入端口之上或者所述測量裝置之上足夠距離，以測量每個傳感器測量的流動的差別。本發(fā)明方法和系統(tǒng)可使用布置在關(guān)鍵位置并進(jìn)行多種測量的多個傳感器，以及可適合于撓性管、鉆桿、或者任何其他油田管道中的流動測量。9當(dāng)所述操作正在進(jìn)行時，本發(fā)明系統(tǒng)可以是運動的或者靜止的。可以是液體或者氣態(tài)的、或者它們的結(jié)合、和/或流體和固體(例如液漿)的結(jié)合的處理流體可被用于增產(chǎn)方法中、提供一致性(conformance)的方法中、使儲油層隔離用于提高產(chǎn)量或者隔離(非產(chǎn)量)的方法中、或者這些方法的結(jié)合中。收集的數(shù)據(jù)可被用于"編程"模式的井下；替代地或另外，地面數(shù)據(jù)采集可被用來為所述操作人員進(jìn)行實時"動作，，判定以通過地面和井下參數(shù)調(diào)節(jié)起作用。光纖遙測可被用來中繼信息，該信息例如但不限于，壓力、溫度、套管接箍位置(CCL)、以及其他井口信息。本發(fā)明方法和系統(tǒng)可被用在任何類型的底層中，例如但不限于，碳酸鹽和沙石地層中的儲油層，以及可被用來處理流體的布局，例如，使井眼覆蓋范圍和從高潑姆和水/汽區(qū)的分流最大化，使它們的注入率(例如，優(yōu)化每層中的Damkohler數(shù)和流體駐留時間)以及它們的相容性(例如確保順序正確和每層中流體最優(yōu)化組合)最大化。在回顧所述附圖的簡單描述、本發(fā)明的詳細(xì)描述以及隨后的權(quán)利要求時，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)將變得很明顯。在下面的描述和附圖中解釋獲得本發(fā)明的目的和其他所希望的特征的方式，其中圖1是沿著底壁具有碎片的水平井眼的示意性橫截面視圖；圖2是可用在本發(fā)明的系統(tǒng)和方法中的現(xiàn)有技術(shù)的電磁流量計的高度示意性截面視圖3A和圖3B是在本發(fā)明的一些實施方式中有用的插入型電^t流量計的示意性橫截面和平面視圖4-6是本發(fā)明的實施方式的流體分流系統(tǒng)的示意性橫截面視圖；和圖7-10是本發(fā)明的實施方式的其他流體分流系統(tǒng)的示意性橫截面視圖。然而，要注意地是，所述附圖沒有按比例繪制并且只圖示了本發(fā)明的一般實施方式，因此不要認(rèn)為是限制其范圍，因為本發(fā)明可允許其他等效實施方式。10具體實施例方式在下面的描述中，許多細(xì)節(jié)被闡述以理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域內(nèi)的那些技術(shù)人員將理解到在沒有這些細(xì)節(jié)的情況下可實施本發(fā)明，并且將理解到可根據(jù)所述實施方式進(jìn)行許多改變或者修改會是可能。在此方面，在詳細(xì)地解釋本發(fā)明的至少一個實施方式之前，要理解到本發(fā)明不限于其應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)以及在下面的描述中闡述的或者附圖中所示的部件的布局。本發(fā)明可以是其他實施方式和以各種方式被實施和實現(xiàn)。而且，要理解到在此所使用的詞組和屬于是為了描述而不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是限制。在此描述的是油田流體分流系統(tǒng)和方法，更確切地說，可利用會^皮實時執(zhí)行和評估的作業(yè)前設(shè)計以確保處理流體在儲油層中被有效分流的流體分流測量系統(tǒng)和方法。如在此所使用的，"油田，，是包括任何含有碳?xì)浠衔锏牡刭|(zhì)地層，或者被認(rèn)為包括碳?xì)浠衔铩⒁约鞍ò渡匣蚝Ｉ系牡貙拥耐ㄓ眯g(shù)語。如在此所-使用的，當(dāng)討i侖流體流動時，術(shù)語"divert"、"diverting"、"diversion"表示改變一部分或全部的流動流體的方向、位置、幅度或者所有的這些。"井眼，，可以是任何類型的井，包括，但不限于，產(chǎn)油井、非產(chǎn)油井、實驗井、以及探井等。井眼可以是垂直的、水平的、垂直和水平之間的某一角度，及其結(jié)合，例如具有非垂直部分的垂直井。現(xiàn)在回到所述附圖，其中在幾個視圖中，相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件，圖4-10圖示本發(fā)明的流體分流測量系統(tǒng)和方法的幾個非限制實施方式。圖4-6是本發(fā)明的流體分流系統(tǒng)實施方式的示意性橫截面視圖，然而圖7-10是本發(fā)明的其他流體分流系統(tǒng)實施方式的示意性側(cè)視圖。圖4圖示實施方式20,該實施方式20具有含主流體流動通道19和流體注入部分22的撓性管或者其他管道21,其中所述流體注入部分22可具有一個或者更多流體注入端口(未示出)。圖示了可以是模塊化的兩個傳感器封裝件25、27。在實施方式20中，每個流體注入部分22和傳感器封裝件25和27具有一個或者多個溫度傳感器24、26。注意到圖4中的幾何可以被控制成以使在所述儀器上的壓降可被井眼中的儀器的偏心所修正(未示出)；較大的偏移會引起較低的壓降。圖5示出還具有撓性管21或者其他管道以及主流動通道19和側(cè)部注入端口23的實施方式60。箭頭70和72表示分別沿著所述環(huán)空向上和向下流動的注入流體。圖5的實施方式60表示具有雙重電磁流量計64、66ii的本發(fā)明的一個系統(tǒng)實施方式。分布式連續(xù)測量裝置，例如示于圖4中的(光纖)溫度傳感器可被布置在流量計64、66之間。注意到還可使用僅具有一個流量計的型式。其他的該種分布式測量裝置可被用來檢測pH、鹽、或者其他無機(jī)或者有機(jī)化學(xué)種類例如DNA的變化，這可以指示流體的流動方向或者流體布局的改變。除了示例性在圖4中示出的基本傳感器/測量裝置結(jié)構(gòu)外，本發(fā)明的系統(tǒng)，例如圖5的實施方式60可包括與地面通信的井下測量傳感器封裝件62，例如基于光纖的能夠測量例如壓力、溫度、CCL的傳感器封裝件，以及其可包括可重復(fù)充電的電池組68,該電池組68以與MWD渦輪機(jī)相同的方式通過流過所述儀器被充電可選擇地，本發(fā)明的系統(tǒng)可包括一種元件(未示出)，該元件確保所述流動測量裝置在所述井眼中是同心的，以及可被用來使所述儀器沿優(yōu)選方向取向。雖然不是必要的，但是該選擇會顯著增加數(shù)據(jù)分析和整理的容易性。本發(fā)明的兩個其他系統(tǒng);故示于圖6A和6B中，圖示實施方式80A和80B。除了注入端口23處于所述^f義器的底部以及內(nèi)部流動測量裝置66(例如，電》茲流量計)與上部的流量計64耦4妻之外，實施方式80A在大多邀:方面類似于圖5的實施方式60。實施方式80B利用了雙穩(wěn)態(tài)激勵器74的技術(shù)以提供本發(fā)明的一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在兩個流量計64、66之間的注入端口23a,如流體流動箭頭73所示，和本系統(tǒng)的遠(yuǎn)端處的注入端口23b之間切換，由流體流動箭頭73所舉例的。因此，通過主流動通道19的流動71可交替地穿過注入端口23a或23b，或者在某些實施方式中穿過兩個注入端口，以及穿過所述兩個端口的注入可從地面被控制。雙穩(wěn)態(tài)激勵器的狀態(tài)通過合適的通信連接可被傳送到地面?？蛇x擇地是，可提供分布式測量參^:，例如流量計64和66之間的溫度。本發(fā)明的系統(tǒng)可被耦接于各種封隔器結(jié)構(gòu)以獲得更穩(wěn)健的隔離方案。在本發(fā)明中有用的封隔器包括，但不限于，可充氣的、可膨脹的、和/或跨式的封裝器。本發(fā)明基于溫度的系統(tǒng)可被配置成如圖7的實施方式所示。實施方式90的系統(tǒng)只是記錄了通過注入端口23離開下井儀器串時的流體的溫度t;,以及本系統(tǒng)的注入端口23之上和之下的已知距離處的溫度2;和:^。如果對井眼和注入流體特性進(jìn)行基本的假設(shè)，所述測量點足夠接近以便被近似為相同的位置，那么能夠基于一定量的傳送到所述流體或從所述流體灃皮傳送的能量使一定量的流體近似在所述環(huán)空中沿著井口和井下流動。一般而言，會假設(shè)被泵送的流體冷于所述井眼，因此，會期望；(井口流體溫度)和t;(井下流體溫度)要大于t;(注入端口的溫度)。在所述最簡單的形式中，所述分層流動可通過用于以下方程予以計算。在沒有CT的流動中，可期望7;和7;大小相似。該事實可凈皮用來在泵送之前校正。at;-井口傳感器的溫差；AL=井下傳感器的溫差；=流出管道的、或者通過注入端口#:注入的流體流量；gu=井口流動的注入流體的流量(百分比)；0/=井下流動的注入流體的流量(百分比)；g=(l-A;/A7;,)"00;和a=(1-使用這些方程，假設(shè)7]=iooc，r=120C和7;=105C。a會等于20%,e,會等于80%?？杉僭O(shè)一個例子，其中一個A;。,會是負(fù)值，這會表示井眼中的交錯流動。還可容易理解到熱傳遞會被更加嚴(yán)格地建模，這些更加嚴(yán)格的模型被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。從該描述還應(yīng)當(dāng)清楚，本系統(tǒng)和方法可被延伸到4點(2個在上，2個在下)或者更多以增加清晰度。本發(fā)明的基于轉(zhuǎn)子流量計的系統(tǒng)可被配置成如圖8的實施方式100所示。該系統(tǒng)可記錄注入流體的速度，其中所述注入流體流過該實施方式井口轉(zhuǎn)子流量計的分量流速為K和流過井下轉(zhuǎn)子流量計的分量速度為^。一般地，轉(zhuǎn)子流量計是像渦輪的部件，其繞著與所述儀器/井眼的軸對準(zhǔn)的軸旋轉(zhuǎn)。另外，他們通常使用軸密封以防止井眼流體接觸所述儀器的電子器件。示意性地示于8、9和10中的116、118、126和128之處的轉(zhuǎn)子流量計是漿輪式轉(zhuǎn)子流量計，其中的每一個繞著它們自己垂直于所述儀器/井眼的軸線的軸旋轉(zhuǎn)，如圖9中部分剖開視圖中的117和119所示。而且，轉(zhuǎn)子流量計116、118、126和128不需要軸密封。圖9示意性地圖示系統(tǒng)實施方式100中的漿輪式轉(zhuǎn)子流量計116和118的部件被剖開的詳細(xì)橫截面。轉(zhuǎn)子流量計的旋轉(zhuǎn)速度是通過監(jiān)視帶有霍耳效應(yīng)傳感器112和114的每個漿輪而被確定的。如圖9所暗示的，使用霍耳效應(yīng)傳感器表示電子器件要從所述旋轉(zhuǎn)部分被移除，所以大大簡化了設(shè)計。盡管霍耳效應(yīng)傳感器會要求合適地選擇符合所述工作原理的材料，在此該假設(shè)處于傳感器領(lǐng)域的一般技術(shù)人員的技術(shù)的范圍內(nèi)，以及那些部件和組件可被用最少的實驗奴仏血l:it工3ii〃1j^入n"T"n'.j"1^0能夠設(shè)計所述轉(zhuǎn)子流量計以使脈沖的類型指示旋轉(zhuǎn)的方向和流體的流動(類似于正交編碼器)，這會生成通過所述轉(zhuǎn)子流量計的流體的方向和速度。再次假設(shè)沿著井口和井下流動的流體百分比比流過本發(fā)明的系統(tǒng)的每個部分的實際流量更重要。在此情況下，使用與基于溫度模型的方程相似的方程比較所述轉(zhuǎn)子流量計的速度(速度和方向)K=井口轉(zhuǎn)子流量計的速度；^=井下轉(zhuǎn)子流量計的速度；g=流出管道的、或者通過注入端口被注入的流體流量；2=井口流動的注入流體的流量(百分比)；0/=井下流動的注入流體的流量(百分比)；g*100;和^=AFrf/A^,)*100。同樣方法可被應(yīng)用到典型的軸向的轉(zhuǎn)子流量計，改進(jìn)模型可被用來以更接近流過所述儀器的兩個部分的實際流動。而且，其他查詢漿輪轉(zhuǎn)子流量計的設(shè)備，例如以光學(xué)方式^:測所述漿葉，被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在某些發(fā)明實施方式中，能量增加的流體被泵入所述井眼中，氣體的膨脹會影響所述流體的溫度和速度。圖10的系統(tǒng)實施方式130示意性地圖示位于每個轉(zhuǎn)子流量計部分K、^附近的溫度傳感器；、t;,以及壓力傳感器尸、A。這些測量設(shè)備要被用來考慮氣態(tài)流體的膨脹。包括修正計算但在此未被示出；然而，一般技術(shù)人員擁有這些計算和實施它們的知識。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可包括但是不限于，所述管道中的所述流體注入端口之上和之下的傳感器和測量裝置的不同結(jié)合以確定所述流體的分流。這些測量裝置和傳感器可包括轉(zhuǎn)子流量計、電磁流量計、熱有源溫度傳感器、熱無源溫度傳感器、pH傳感器、導(dǎo)電率、電阻率、光學(xué)流體傳感器以及帶檢測傳感器的放射性和/或非放射性示蹤劑。每種類型的傳感器具有優(yōu)點和缺點，如表1所列舉。如果需要的話，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可實時使用來自一個或者更多傳感器的信息以評估和改變所述處理。這允許從地面或在儀器面處經(jīng)由井下流動控制設(shè)備指令和控制和/或在地面改變所述環(huán)空和管道注入端口中的注入水力條件。本發(fā)明的某些井下儀器系統(tǒng)可具有多個測量傳感器，這些測量傳感器檢測流出所述管道的流體、在所述管道遠(yuǎn)端之下流動的流體、以及在所述管道和所述井眼之間的環(huán)空上流動的流體。算法允許實時分析所述井下數(shù)據(jù)和允許在地面或者井下進(jìn)行改變用于有效處理。本發(fā)明的系統(tǒng)可控制流體方向和/或以實時方式控制。表l傳感器矩陣<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>如果需要的話，專門的流體子系統(tǒng)可被設(shè)置成具有允許通過指令和控制改進(jìn)分流的能力。這可包括能與所述主分流流體相容的各種流體并可浮皮在井下與所述主分流流體混合。觸變流體和兩級環(huán)氧樹脂是流體的例子，其可在主井下流體之前或者之后被注入，或者在井下被分流之前與主流體混合。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法還可包括經(jīng)由井下流動控制裝置把流體放置在井眼中的規(guī)定位置，從地面改變所述環(huán)空和管道的注入水力條件和/或使用井下隔離裝置(單個或者多個)?？衫镁麻y門機(jī)構(gòu)以在多個方向控制井下流動?？墒褂秒娍鼗瑒犹坠?、球閥和/或包括包括流體靜力壓力和密度的孔板流體控制機(jī)構(gòu)。使用實時采集的硬件和軟件可被用來控制儲油層的流體分流?？稍诘孛婊蛘呔逻M(jìn)行該采集。該數(shù)據(jù)采集允許可編程的事件被監(jiān)視，因此可在井下需要之處予以控制。允許快速實時整理數(shù)據(jù)的可用于本發(fā)明的算法包括基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和控制邏輯的那些算法。本發(fā)明的方法包括可利用在流體分流操作期間會被實時執(zhí)行和評估的作業(yè)前設(shè)計以確保處理流體在儲油層中被有效分流的方法。本發(fā)明方法可利用多個傳感器和測量裝置，這些傳感器和測量裝置被放置在關(guān)鍵位置，適合于撓性管、鉆桿或者任何其他類型管道中的流動測量。流體和/或流體/固體/氣體的混合物可被用來增產(chǎn)，提供一致性或者隔離所述儲油層用于增加產(chǎn)量或者隔離(非生產(chǎn))?？墒褂萌魏螖?shù)量的測量裝置、數(shù)據(jù)采集和流體控制裝置。所述工作設(shè)計方法如下1.具有客戶數(shù)據(jù)的設(shè)計工作。2.具有增產(chǎn)分流測量系統(tǒng)的RIH。3.執(zhí)行增產(chǎn)處理。4.使用實時數(shù)據(jù)、具有指令和控制的調(diào)節(jié)處理。5.在井中的多個部分重復(fù)直到處理完成。該方法還可被認(rèn)為包含在前步驟，因此基本系列的井下測量裝置(特別是分布式溫度)可被用來獲得基本的吸水性(injectivity)分布曲線。這可基于所述地層特性的在前測量參數(shù)從公認(rèn)的技術(shù)中派生出來。本發(fā)明的系統(tǒng)可包含多個主要的流動測量傳感器，這些流動測量傳感器與被所述主流動測量傳感器橫跨的分布式測量裝置耦接。在一個實施方式中，這可被看作例如如圖2所示的兩個電磁流量計之間的分布式溫度測量裝置。如果使用電磁流量計，本發(fā)明的系統(tǒng)可包含信號處理封裝件以使流動狀態(tài)和條件的分析可在井下被予以實施，僅僅信息而不是數(shù)據(jù)然后被發(fā)送到井口。本發(fā)明的系統(tǒng)可由電池、燃料電池、流體流動、或者其他局部電源予以局部供電，例如在此暗指的轉(zhuǎn)子流量計。本發(fā)明的系統(tǒng)可包括連接到地面的雙向通信連接，其可以是光纖導(dǎo)線、電線、無線、或者"短跳(short-hop)"方法，該方法提供了使系統(tǒng)操作更容易和更安全的雙向通信設(shè)備。例如，位置傳感器可被用來把信號發(fā)送到地面，轉(zhuǎn)子流量計或者激勵器是否在旋轉(zhuǎn)或者還是處于上或者下的位置。該操作人員然后會相信流體分流正在進(jìn)行，以及如果必要的話，該操作人員會停止流體分流。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法還可利用從地面到井下的故障安全信號線。如果提供的話，如果希望停止或者起動流體分流，該操作人員會點亮所述儀器的光源。如果該操作人員決定停止流體分流，或者所述信號線被損壞或者弄斷，所述故障安全光源被去除。當(dāng)這是在所述儀器處被檢測到時，所述儀器會使所述系統(tǒng)返回到安全位置。換句話說，即使所述通信連接被斷開，該操作人員不能泵送分流流體或者操縱所述管道(例如，分開的撓性管)，本發(fā)明的系統(tǒng)可被設(shè)計成以返回到安全位置。本發(fā)明系統(tǒng)的可選的特征是一個或者多個傳感器，這些傳感器位于所述儀器以檢測在流體分流過程中在沿著主通道19橫向移動的流體中碳?xì)寤衔?或者其他相關(guān)的化學(xué)物質(zhì))的存在，例如焚光測量。該化學(xué)指示劑可通過光纖導(dǎo)線、電線、無線傳送等把其信號傳送到地面。當(dāng)會危及安全的某種化學(xué)物質(zhì)被檢測到時，如果允許其抵達(dá)地面(例如石油或者汽油)，那么在所述化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生問題之前，所述系統(tǒng)被返回到其安全位置。雖然僅本發(fā)明的一些實施方式在上已被詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將很容易認(rèn)識到在沒有顯著背離本發(fā)明的新穎教義和優(yōu)點的情況下可做許多修改。因此，所有這些修改是要被包括在由后面的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。在所述權(quán)利要求中，沒有條款是要以由35U.S.C§112,第6段允許的裝置+功能的格式，除非"meansfor，，與有關(guān)功能一起被明確陳述。"Meansfor"是要當(dāng)執(zhí)行所引用的功能時涵蓋在此描述的結(jié)構(gòu)，不僅涵蓋結(jié)構(gòu)上的等同物，而且涵蓋等同的結(jié)構(gòu)。1權(quán)利要求1.一種方法，包括(a)把管插入井眼中，所述管包含具有至少一個流體注入端口的一部分管道；(b)通過所述至少一個流體注入端口注入流體；以及(c)基于測量一個或者多個參數(shù)確定所述流體注入端口的上游和下游的一個或者多個點處的流體的分層流動。2.如權(quán)利要求l的方法，包括測量流出所述管的流動。3.如權(quán)利要求1的方法，其中所述管可選自撓性管和分段管，其中所迷分段管的各部分可通過選自焊接、螺紋安裝、法蘭安裝及其組合的方法予以連接。4.如權(quán)利要求1的方法，其中所述流體的注入是穿過所述管而注入到被連接到所述管的遠(yuǎn)端的井底組件。5.如權(quán)利要求1的方法，其中確定分層流動包括從監(jiān)控、編程、修正中選擇的活動，所述一個或者多個參數(shù)選自溫度、壓力、轉(zhuǎn)子流量計的旋轉(zhuǎn)、霍耳效應(yīng)的測量、泵送的流體體積、流體流量、流體通道、酸度(PH)、流體成分、流體導(dǎo)電性、流體電阻抗、濁度、顏色、粘度、比重、密度及其組合。6.如權(quán)利要求1的方法，其中所述測量參數(shù)是在所述注入點的上游和下游的多個點處被測量。7.如權(quán)利要求l的方法，包括實時執(zhí)行作業(yè)前流體分流設(shè)計。8.如權(quán)利要求7的方法，包括實時評估、修正、和編程所述流體分流設(shè)計。9.如權(quán)利要求1的方法，包括經(jīng)由一個或者多個流動控制裝置和/或流體水力技術(shù)控制所述流體的注入以把所述流體分流和/或放置到由操作人員或所有者的目標(biāo)確定的理想位置。10.如權(quán)利要求1的方法，其中當(dāng)所述管部分在所述井眼中是靜止的或正在運動時發(fā)生所述流體的注入。11.一種方法，包括(a)把一部分的撓性管插入井眼中，所述撓性管包含具有至少一個流體注入端口的一部分管道；(b)通過所述至少一個流體注入端口注入流體；以及(c)基于實時測量一個或者多個參數(shù)，通過實時確定所述流體流出所述至少一個流體注入端口、確定所述流體沿著所述至少一個注入端口之上的環(huán)空向上流動以及確定所述流體沿著所述至少一個注入端口之下的環(huán)空向下流動來實時執(zhí)行作業(yè)前的流體分流設(shè)計。12.如權(quán)利要求ll的方法，包括測量流出所述撓性管的流動的方法。13.如權(quán)利要求11的方法，包含從監(jiān)控、編程、修正和測量一個或者多個參數(shù)中選擇的活動，所述一個或者多個參數(shù)選自溫度、壓力、轉(zhuǎn)子流量計的旋轉(zhuǎn)、霍耳效應(yīng)的測量、泵送的流體體積、流體流量、流體通道、酸度(PH)、流體成分、流體導(dǎo)電性、流體電阻抗、濁度、顏色、粘度、比重、密度及其組合。14.如權(quán)利要求11的方法，包括經(jīng)由一個或者多個流動控制裝置和/或流體水力技術(shù)控制所述流體的注入以把所述流體分流和/或放置到由操作人員或所有者的目標(biāo)確定的理想位置。15.—種系統(tǒng)，包括(a)具有主流動通道和流體分流端口的一部分管道，該管道部分適合于在流體分流操作過程中是運動的或者靜止的；(b)所述管道部分中的至少兩個傳感器，至少一個傳感器位于所述流體分流端口的上游，至少一個傳感器位于所述流體分流端口的下游，每個傳感器適于測量通過所述流體分流端口被分流到井眼中的流體參數(shù)；和(c)用于實時使用測量參數(shù)以監(jiān)視、控制或者監(jiān)視和控制所述流體分流的設(shè)備。16.如權(quán)利要求15的系統(tǒng)，包括能檢測流出所述管的流動的至少一個傳感器的系統(tǒng)。17.如權(quán)利要求15的系統(tǒng)，還包括改變所述井眼內(nèi)的所述管的位置以控制所述流體分流的設(shè)備。18.如權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中所述傳感器可選自轉(zhuǎn)子流量計、電磁流量計、熱有源的溫度傳感器、熱無源的溫度傳感器、PH傳感器、阻抗性傳感器、光學(xué)流體傳感器、以及放射性和/或者非放射性示蹤劑傳感器。19.如權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中用于使用測量參數(shù)的設(shè)備包含選自以下的設(shè)備(a)用于按需要評估和改變流體分流的一個或者多個參數(shù)的設(shè)備，其選自位于所述地面、所述儀器或者所述地面和所述儀器處的指令和控制子系統(tǒng)；(b)井下流動控制裝置和/或設(shè)備，用于從所述地面改變環(huán)空和管道注入端口中的注入水力條件；(c)多個傳感器，這些可在井下和地面具有可編程動作的傳感器能夠以實時方式4企測乂人所述管中流出的流體、在所述管之下流動的流體以及在所述管和所述井眼之間的環(huán)空之上流動的流體，適合于使用一個或者多個算法，該算法允許實時整理所述井下數(shù)據(jù)，允許在地面或者井下進(jìn)行一些改變以便有效處理。20.如權(quán)利要求15的系統(tǒng)，包括一個或者多個以下子系統(tǒng)(a)控制器，用于控制流體方向和/或者從所述地面關(guān)閉流動；(b)流體處理子系統(tǒng)，能夠經(jīng)由預(yù)先編程的算法、控制流體混合、控制流體特性的改變、或者二者，通過指令和控制機(jī)構(gòu)改進(jìn)流體分流；(c)流體流動控制裝置，該流體流動控制裝置能夠把流體放置在所述井眼中的規(guī)定位置，從地面改變所述環(huán)空和/或者管中的注入水力條件，和/或隔離一部分井眼；(d)兩個相同的分流測量傳感器，該分流測量裝置彼此間隔開并在所述流體注入端口之上足夠距離，以測量與在地面測量時與流過所述管內(nèi)部的已知流動相比每個傳感器測量的流動的差別；(e)在所述管的底部處的注入端口，具有與上部流量計耦接的內(nèi)部流動測量裝置，以及能夠在兩個流量計之間的注入點和所述管端部處的注入點之間切換的激勵器。21.如權(quán)利要求15的系統(tǒng)，包括所述管中的注入端口之上、之下以及注入端口處的組合，以確定/確認(rèn)所述流體的分流。全文摘要描述了流體分流測量系統(tǒng)和方法。一個系統(tǒng)包括具有主流動通道(19)和流體分流端口(23)的一部分管道，該管道部分適合于在流體分流操作過程中是運動的或者靜止的；至少所述管道部分中的兩個傳感器(64、66)，至少一個傳感器位于所述流體分流端口的上游，至少一個傳感器位于所述流體分流端口的下游，每個傳感器適于測量通過所述流體分流端口被分流到井眼中的流體參數(shù)；以及用于實時使用測量參數(shù)以監(jiān)視、控制或者監(jiān)視和控制所述流體分流的設(shè)備。文檔編號E21B47/10GK101473104SQ200780022914公開日2009年7月1日申請日期2007年6月14日優(yōu)先權(quán)日2006年6月19日發(fā)明者伊恩·庫珀,克里斯·萊恩,加里·奧迪,卡羅萊娜·道特里奇,史蒂夫·戴維斯,墨塔禮·齊奧丁,安德魯·帕里,巴特·托米爾,弗蘭克·F·埃斯皮諾薩,戈克圖克·通克,沃倫·曾拉克,科林·惠塔克,穆薩·凱恩,費德赫爾·雷茲古伊申請人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司