用于從井中生產(chǎn)烴的生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于從井(2)中生產(chǎn)烴的生產(chǎn)系統(tǒng)(1)。所述生產(chǎn)系統(tǒng)包括生產(chǎn)套管(3),適于測量井的生產(chǎn)產(chǎn)物的監(jiān)測單元,包含至少第一流體(10)的、沿著該生產(chǎn)套管(3)的一部分并在該生產(chǎn)套管(3)的一部分的外側(cè)延伸的第一儲集區(qū)(6),包含至少第二流體(11)的、沿著該生產(chǎn)套管(3)的另一部分并在該生產(chǎn)套管(3)的另一部分的外側(cè)延伸的第二儲集區(qū)(7),布置在第一儲集區(qū)的、具有第一入流面積并適于使第一流體以第一體積速率(V1)進入生產(chǎn)套管內(nèi)的第一入流裝置,布置在第二儲集區(qū)的、具有第二入流面積并適于使第二流體以第二體積速率(V2)進入生產(chǎn)套管內(nèi)的第二入流裝置，其中所述入流裝置的第一和第二入流面積是可調(diào)的，從而該第一和第二入流裝置能被調(diào)節(jié)，使得第一體積速率等于或大于第二體積速率。此外，本發(fā)明還涉及包括根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)系統(tǒng)的完井及用于從井中生產(chǎn)烴的生產(chǎn)方法。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于從井中生產(chǎn)烴的生產(chǎn)系統(tǒng)。此外，本發(fā)明還涉及包括根據(jù)本發(fā)明 的生產(chǎn)系統(tǒng)的完井以及用于從井中生產(chǎn)烴的生產(chǎn)方法。 用于從井中生產(chǎn)烴的生產(chǎn)系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 在油和氣的生產(chǎn)過程中，由于高流體靜壓的原因有時需要在井內(nèi)協(xié)助生產(chǎn)。如果 井自身不能產(chǎn)生足以將油或氣驅(qū)動至表面的壓力，或者井已經(jīng)被故意破壞，則可在井的上 部利用人工舉升來舉升井產(chǎn)流體。
[0003] 通過將泵浸入井中，該泵可被用于提升壓力或可能重新啟動停產(chǎn)井。泵在井中設(shè) 置塞子或密封并從塞子的一側(cè)向另一側(cè)泵送井產(chǎn)流體以克服泵上方的井產(chǎn)流體的靜壓力。
[0004] 人工舉升的其它方法采用化學品或氣體提供確保來自井中的可接受的生成產(chǎn)物 所需的舉升力。但這些用于克服井產(chǎn)流體的靜壓力的已知方案使用了外部能量源。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的一個目的是完全或部分地克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點和不足。更具體 地，一個目的是提供一種用于從井中生產(chǎn)烴的改進的生產(chǎn)系統(tǒng)，無需使用人工舉升系統(tǒng)如 泵，氣體或化學品。
[0006] 從下面的描述中將變得顯而易見的上述目的以及眾多的其它目的，優(yōu)點和特征 由根據(jù)本發(fā)明的方案來實現(xiàn)，即通過用于從井中生產(chǎn)烴的生產(chǎn)系統(tǒng)來實現(xiàn)，該生產(chǎn)系統(tǒng)包 括：
[0007]-生產(chǎn)套管，
[0008] -適于測量井的生產(chǎn)產(chǎn)物/產(chǎn)量的監(jiān)測單元，
[0009] -包含至少第一流體的第一儲集區(qū)，其沿著該生產(chǎn)套管的一部分并在該生產(chǎn)套管 的一部分的外側(cè)延伸，
[0010]-包含至少第二流體的第二儲集區(qū)，其沿著該生產(chǎn)套管的另一部分并在該生產(chǎn)套 管的另一部分的外側(cè)延伸，
[0011]-布置在第一儲集區(qū)內(nèi)的第一入流裝置，其具有第一入流面積并適用于使第一流 體以第一體積速率進入生產(chǎn)套管內(nèi)，和
[0012] -布置在第二儲集區(qū)的第二入流裝置，其具有第二入流面積并適用于使第二流體 以第二體積速率進入生產(chǎn)套管內(nèi)，
[0013] 其中所述入流裝置的所述第一和第二入流面積是可調(diào)節(jié)的，由此第一和第二入流 裝置可調(diào)節(jié)成使得第一體積速率等于或大于第二體積速率。
[0014] 因此，可獲得這樣的生產(chǎn)系統(tǒng)，其中儲層中和井中的能量用于將井產(chǎn)流體舉升出 該井，而基本不使用外部能源。
[0015] 在一個實施例中，入流裝置包括可相對彼此運動的第一外套筒和第二內(nèi)套筒，該 第一外套筒具有成多排布置的外入流口，在每排中外入流口的數(shù)量不同，且第二內(nèi)套筒具 有內(nèi)口，由此該入流裝置的入流面積是可調(diào)節(jié)的，這是因為第二內(nèi)套筒的內(nèi)口可相對于第 一套筒的外口運動并對準。
[0016] 所述入流口可沿入流裝置成多排布置。
[0017] 此外，相對于所述外口，所述內(nèi)口可彼此間隔開布置，由此入流裝置的入流面積是 可調(diào)節(jié)的，這是因為第二內(nèi)套筒的內(nèi)口可相對于第一套筒的外口運動和對準。
[0018] 此外，內(nèi)套筒的所述內(nèi)口可以預(yù)定周向距離彼此間隔開布置，使得通過移動所述 內(nèi)套筒每排外入流口能根據(jù)需要打開或關(guān)閉。
[0019] 在一個實施例中，所述第二內(nèi)套筒可相對于第一外套筒旋轉(zhuǎn)運動。
[0020] 在另一實施例中，入流裝置可具有軸向延伸部分，且該內(nèi)套筒可沿該軸向延伸部 分相對于該外套筒滑動。
[0021] 并且，該外套筒可具有凹槽，該內(nèi)套筒在該凹槽內(nèi)沿該軸向延伸部分滑動。
[0022] 也在另一實施例中，該第二套筒可包括用于與扳手工具接合的凹槽，扳手工具用 于調(diào)節(jié)該入流裝置。
[0023] 還在另一實施例中，該內(nèi)套筒可相對于該外套筒滑動運動。
[0024] 此外，上述生產(chǎn)系統(tǒng)還可包括適于監(jiān)測井的生產(chǎn)產(chǎn)物的監(jiān)測單元。
[0025] 另外，該監(jiān)測單元可適用于測量生產(chǎn)產(chǎn)物的含水量，使得該入流裝置可調(diào)節(jié)成獲 得在生產(chǎn)產(chǎn)量和含水量之間的最佳狀況。
[0026] 并且，該監(jiān)測單元可適于在井的頂部測量壓力和/或生產(chǎn)產(chǎn)物的體積速率，從而 可基于在井的頂部測得的體積速率和/或壓力對入流裝置進行調(diào)節(jié)。
[0027] 在一個實施例中，所述入流裝置可手動調(diào)節(jié)。
[0028] 在另一實施例中，所述入流裝置可遠程調(diào)節(jié)。
[0029] 此外，所述入流裝置可通過磁源來操作。
[0030] 并且，所述儲集區(qū)可通過環(huán)狀屏障隔開。
[0031] 在一個實施例中，所述系統(tǒng)可包括多個儲集區(qū)。
[0032] 進一步地，多個入流裝置可布置在該系統(tǒng)中和/或在每個儲集區(qū)內(nèi)。
[0033] 還有，所述第一流體可以是油和第二流體可以是水或氣體。
[0034] 此外，閥門可布置在一個或多個所述開口內(nèi)。
[0035] 另外，篩網(wǎng)可布置在開口的外側(cè)。
[0036] 在一個實施例中，所述入流裝置可包括第一封隔器，所述第二套筒可布置在第一 套筒的凹槽內(nèi)，且所述第一封隔器可布置在該第一套筒和第二套筒之間。
[0037] 此外，該封隔器可圍繞內(nèi)周凹槽延伸并具有與第二套筒的內(nèi)徑大致相等的內(nèi)徑。
[0038] 此外，該封隔器可具有多個貫穿的封隔器通道用于與所述第一套筒內(nèi)的第一軸向 通道對準。
[0039] 此外，該封隔器可由陶瓷制成。
[0040] 在一個實施例中，所述生產(chǎn)套管可包括環(huán)狀屏障，每個環(huán)狀屏障適于在位于生產(chǎn) 套管與井下井眼的內(nèi)壁之間的環(huán)空內(nèi)膨脹，且每個環(huán)狀屏障包括：
[0041] -用于作為該生產(chǎn)套管的一部分安裝的管狀部件，
[0042] -圍繞該管狀部件的可膨脹套筒，該可膨脹套筒的每端通過連接部件緊固到該管 狀部件上，
[0043] -位于該管狀部件與該可膨脹套筒之間的環(huán)狀屏障空間，和
[0044] -位于該管狀部件上的開孔，用于使流體進入所述環(huán)狀屏障空間內(nèi)以膨脹該套筒，
[0045] 其中，所述環(huán)狀屏障布置成用于將所述第一儲集區(qū)和所述第二儲集區(qū)隔開。
[0046] 此外，所述可膨脹套筒可由金屬制成。
[0047] 本發(fā)明還涉及包括井口和上述生產(chǎn)系統(tǒng)的完井。
[0048] 該完井還可包括布置在井口用于調(diào)節(jié)所述入流裝置的控制單元。
[0049] 此外，所述完井還可包括與井下牽引器連接用以調(diào)節(jié)所述入流裝置的扳手工具。
[0050] 此外，本發(fā)明還涉及一種用于從井中生產(chǎn)烴的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：
[0051] -確定包含至少第一流體的第一儲集區(qū)；
[0052] -確定包含至少第二流體的第二儲集區(qū)；
[0053] -打開位于第一儲集區(qū)的第一入流裝置以使所述至少第一流體以第一體積速率進 入生產(chǎn)套管；
[0054] -打開位于第二儲集區(qū)的第二入流裝置以使所述至少第二流體以第二體積速率進 入生產(chǎn)套管；
[0055] -監(jiān)測井的生產(chǎn)產(chǎn)物，以及
[0056] -基于所述生產(chǎn)產(chǎn)物調(diào)節(jié)所述第一和第二入流裝置，使得所述第一體積速率等于 或大于所述第二體積速率，或者使得所述第二體積速率大于所述第一體積速率。
[0057] 在所述方法中，所述監(jiān)測步驟可包括以下步驟中的一個或多個：
[0058] -在井的頂部測量壓力；
[0059] -在井的頂部測量生產(chǎn)產(chǎn)物的體積速率；和/或
[0060] -在井的頂部測量生產(chǎn)產(chǎn)物的含水量。
[0061] 此外，調(diào)節(jié)所述第一和第二入流裝置的步驟還可包括基于在井的頂部測得的壓 力、體積速率和/或含水量對至少一個入流裝置進行調(diào)節(jié)。
[0062] 并且，調(diào)節(jié)所述第一和第二入流裝置的步驟可例如通過與井下牽引器連接的扳手 工具手動完成。
[0063] 此外，調(diào)節(jié)所述第一和第二入流裝置的步驟可從井的頂部遠程執(zhí)行。
[0064] 最后，調(diào)節(jié)所述第一和第二入流裝置的步驟可無線執(zhí)行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0065] 下面將參考后附的示意圖更詳細地描述本發(fā)明及其許多優(yōu)點，所述示意圖出于示 例目的僅示出了一些非限制性的實施例，其中：
[0066] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的生產(chǎn)系統(tǒng)，
[0067] 圖2示出了具有多個儲集區(qū)的生產(chǎn)系統(tǒng)的另一實施例，
[0068] 圖3不出了體積速率與壓力的關(guān)系圖，
[0069] 圖4示出了入流裝置的一個實施例的截面圖，
[0070] 圖5示出了入流裝置的另一實施例的截面圖，
[0071] 圖6示出了入流裝置的又一實施例的截面圖，
[0072] 圖7以局部截面圖和局部透視圖示出了圖4的入流裝置，
[0073] 圖8a_8o示出了圖4和7的入流裝置的與體積速率相關(guān)的不同位置的截面圖，
[0074] 圖9示出了圖6中的入流裝置的截面圖，
[0075] 圖10以局部截面圖和局部透視圖示出了具有軸向滑動內(nèi)套筒的入流裝置的另一 實施例，和
[0076] 圖11示出了圖10中的入流裝置的沿軸向延伸部分的截面圖。
[0077] 所有的附圖是高度示意性的，未必按比例繪制，并且它們僅示出了闡明本發(fā)明所 必需的那些部件，省略或僅暗示了其它部件。

【具體實施方式】
[0078] 圖1示出了用于從井2中生產(chǎn)烴的生產(chǎn)系統(tǒng)1。該生產(chǎn)系統(tǒng)1包括沿井2延伸的 生產(chǎn)套管3。生產(chǎn)系統(tǒng)1還包括適于測量井2的生產(chǎn)產(chǎn)物/產(chǎn)量的監(jiān)測單元4。在該實施 例中，該監(jiān)測單元設(shè)置在井2的頂部，即在井口 5處。該監(jiān)測單元可包括流量測量裝置，壓 力傳感器，含水測量裝置或它們的組合。
[0079] 生產(chǎn)系統(tǒng)1還包括包含至少第一流體10、沿生產(chǎn)套管3外側(cè)延伸的第一儲集區(qū)6 和包含至少第二流體11、沿生產(chǎn)套管外側(cè)延伸的第二儲集區(qū)7。另外，第一入流裝置8布置 在第一儲集區(qū)6內(nèi)，該第一入流裝置具有第一入流面積并適用于使第一流體10以第一體積 速率VI進入生產(chǎn)套管3內(nèi)，且第二入流裝置9布置在第二儲集區(qū)7,該第二入流裝置具有第 二入流面積并適用于使第二流體11以第二體積速率V2進入生產(chǎn)套管3內(nèi)。入流裝置8, 9 的第一和第二入流面積是可調(diào)節(jié)的，從而第一和第二入流裝置8, 9能基于生產(chǎn)產(chǎn)物/產(chǎn)量 (production outcome)進行調(diào)節(jié)，使得第一體積速率VI等于或大于第二體積速率V2。據(jù) 此，從井2中的烴的生產(chǎn)可通過基于生產(chǎn)產(chǎn)物的體積速率、井2頂部的壓力、生產(chǎn)產(chǎn)物的含 水量或它們的組合來將入流裝置8, 9的入流體積速率調(diào)節(jié)至瞬時所需而獲得最優(yōu)化。因 此，通過本系統(tǒng)，可以通過調(diào)節(jié)流體的入流體積速率來實現(xiàn)流體的舉升，從而避免使用人工 舉升或至少大幅度減少人工舉升的使用。
[0080] 在第一流體10包含更多的水或氣體的情況下，它可被用于驅(qū)動更重的第二流體 11，并因此可避免沿井向上的人工舉升過高。類似地，第二流體可具有較高的含水量，其通 常通過阻止其流入套管而被切斷，但第二流體可用于與第一流體混合以方便第一流體的井 流動。
[0081] 在圖1所示的生產(chǎn)系統(tǒng)1中，第一和第二儲集區(qū)6,7是相鄰區(qū)域，且它們通過可膨 脹的環(huán)狀屏障12彼此隔離。在圖1中，在第一儲集區(qū)6內(nèi)的第一流體10基本是油且第二儲 集區(qū)7內(nèi)的第二流體11基本是水。第一和第二儲集區(qū)6, 7各具有300巴的儲層壓力。第 一儲集區(qū)6的第一入流裝置8調(diào)節(jié)成讓第一流體10即油進入，以使得在生產(chǎn)套管3內(nèi)存在 200bar的壓力。從而，在儲層和套管之間存在lOObar的壓差。第二儲集區(qū)7的第二入流裝 置9調(diào)節(jié)成讓第二流體11即水進入，從而在生產(chǎn)套管3內(nèi)存在250bar的壓力，即200bar 來自第一儲集區(qū)且50bar來自第二儲集區(qū)。從而，在第二儲集區(qū)的儲層與生產(chǎn)套管之間存 在50bar的壓差。通過讓第二流體11即水進入，生產(chǎn)產(chǎn)物中具有較高的含水量。但同時也 實現(xiàn)了生產(chǎn)產(chǎn)物的較高的體積速率和到井的增強舉升力。事實上，代替使用輔助裝置，儲層 內(nèi)的能量用于井舉升，如利用借助氣體或添加化學品提供舉升力的人工舉升。
[0082] 在圖2中，生產(chǎn)系統(tǒng)具有通過可膨脹的環(huán)狀屏障12彼此隔離的五個儲集區(qū) 6, 7, 13, 14, 15。在圖2中，第一和第二儲集區(qū)6, 7通過具有第三流體10b的另一儲集區(qū)14 隔開，其中第三流體l〇b的含油量低于第一流體10。在第一區(qū)6下方離井口 5最遠處存在 具有第四流體l〇a的另一儲集區(qū)13,該第四流體的含油量也低于第一流體10。此外，在第 二區(qū)7的上方存在具有第五流體11a的第五區(qū)15,該第五流體11a的含水量低于第二流體 11。此外，分別布置在其它儲集區(qū)13, 14, 15內(nèi)的一個或多個額外的入流裝置16, 17, 18也 可被調(diào)節(jié)以使流體以一定的體積速率進入生產(chǎn)套管以便增強井內(nèi)舉升力并提供最佳的生 產(chǎn)產(chǎn)物。因此，生產(chǎn)系統(tǒng)1可以與針對圖1所述方式相同的方式作用。
[0083] 圖3示出了披露壓力與生產(chǎn)產(chǎn)物的體積速率之間的不同關(guān)系的曲線圖。作為一個 例子，該曲線圖具有三條不同曲線19, 20, 21，每條曲線代表在一定壓力下變化的體積速率。 在上述圖1公開的例子中，第一入流裝置布置成在低于第二入流裝置的壓力下以高體積速 率工作，且從中經(jīng)過的流體將因此遵循曲線20。第二入流裝置布置成以較低的體積速率但 在較高的壓力下工作，且從中經(jīng)過的流體將因此定位在曲線21上但不是在與流經(jīng)第一入 流裝置的流體那樣高的體積速率下工作。從該曲線圖可推導(dǎo)出，高壓和高體積速率（參見 曲線21)提供高的生產(chǎn)產(chǎn)量。
[0084] 圖4示出了入流裝置8的沿與套管的軸向延伸部分同中心的該入流裝置8的軸向 延伸部分的截面圖。在本實施例中，入流裝置8包括外套筒22和內(nèi)套筒23，內(nèi)套筒23可相 對于外套筒22運動。該截面圖是沿布置在入流裝置8的延伸部分中的一排入流口 24截取 的。在這排入流口中有七個入流口 24。入流裝置的入流面積尤其由各具有開口面積的這些 入流口 24組成。如果入流裝置8具有多排入流口，則所有這些排的總開口面積構(gòu)成該入流 裝置的總有效入流面積。入流口 24與第二內(nèi)套筒23的內(nèi)口 25流體連通，從而來自儲層的 流體可通過入流裝置8流入。在本實施例中，內(nèi)口 25被示出為沿入流裝置8的軸向延伸部 分延伸的通槽。內(nèi)口 25具有比入流口 24更大的延伸尺寸以確保當內(nèi)口 25與入流口對準 時不會阻止流體流動。篩網(wǎng)26或過濾裝置布置在入流口的外側(cè)。
[0085] 圖5以沿入流裝置8軸向延伸部分的截面圖示出了入流裝置8的另一實施例。入 流裝置8也包括可相對彼此運動的外套筒22和內(nèi)套筒23。入流口 24與第二內(nèi)套筒23的 內(nèi)口 25流體連通以允許來自儲層的流體經(jīng)入流裝置8流入。在本實施例中，多個內(nèi)口 25 被示出為與外套筒的多個入流口 24對準的七個通孔。內(nèi)口 25具有比每個入流口 24都大 的延伸尺寸，以使得它們不會阻止流體的流動。再者，篩網(wǎng)26或過濾裝置布置在所述多個 入流口 24的外側(cè)。
[0086] 圖6以沿布置在入流裝置8的延伸部分的一排入流口 24的截面圖示出了入流裝 置8的又一實施例。入流口 24在設(shè)置于外套筒22壁上的軸向延伸通道27處終止。該軸 向通道27鄰接設(shè)置在內(nèi)套筒23內(nèi)的軸向通道55,從而入流口 24分別通過兩個軸向通道 27, 55與內(nèi)口 25流體連通。并且，在本實施例中，篩網(wǎng)26或過濾裝置布置在入流口 24的外 偵k在圖6中示出的入流裝置8的實施例將在下面結(jié)合圖9進一步描述。
[0087] 圖4中的入流裝置8在圖7中以透視圖形式示出。入流裝置8包括外套筒22和 內(nèi)套筒23,其中，內(nèi)套筒23可通過旋轉(zhuǎn)相對于外套筒22運動。四排入流口 24, 28, 29, 30彼 此相鄰地沿入流裝置8的軸向延伸部分布置。如圖4中的截面圖所示，第一排有七個入流 口 24。第二排有六個入流口 28。第三排有四個入流口 29,且第四排有兩個入流口 30。這 四排中的入流口 24, 28, 29, 30構(gòu)成入流裝置8的入流區(qū)域。
[0088] 在其它實施例中，入流裝置可具有不同的排數(shù)且每排中入流口的數(shù)量可不同。因 此，在圖7中示出的實施例是入流裝置8的其中一種構(gòu)型。
[0089] 內(nèi)套筒23在圖7中示出，其中在橫截面中可看到四個內(nèi)口 25,且每個內(nèi)口 25均與 外套筒22中布置的該排入流口 24中的入流口對準。并且，入流裝置8可具有不同數(shù)量的 內(nèi)口和沿內(nèi)套筒的外周的不同位置。
[0090] 圖8a_8o示出了與入流裝置8的期望入流體積速率相關(guān)的入流裝置的不同位置的 一系列不同調(diào)整。
[0091] 以與上述相同的方式，入流裝置8包括內(nèi)套筒23或管結(jié)構(gòu)，其可在外套筒22或管 結(jié)構(gòu)內(nèi)旋轉(zhuǎn)。入流裝置8以入流裝置8的徑向延伸部分的截面圖示出。外套筒22具有四 排入流口 24, 28, 29, 30。如圖7所示，在第一排24中存在七個入流口，在第二排28中存在 六個入流口，在第三排29中存在四個入流口，且在第四排中存在兩個入流口。在圖8a中， 內(nèi)套筒23具有10個呈通槽形式的內(nèi)口 25, 31，32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39,通槽在圖4中示 出，且這些內(nèi)口沿內(nèi)套筒23的圓周布置。內(nèi)口 25, 31，32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39彼此間以 預(yù)定距離間隔布置，從而每排外入流口 24能通過旋轉(zhuǎn)內(nèi)套筒23來根據(jù)需要打開或關(guān)閉，這 將在下面進一步描述。
[0092] 在圖8a中，多排入流口 24, 28, 29, 30均與內(nèi)套筒23的內(nèi)口 31，32, 33, 34對準。因 此，在圖8a中，入流裝置8的所有入流口 24, 28, 29, 30都是敞開的，從而流體可流過所有的 十九個入流口。這是入流裝置8的最大流動能力。
[0093] 在圖8b中，內(nèi)套筒23被稍微向右旋轉(zhuǎn)，從而內(nèi)口 25與第一排入流口 24對準，內(nèi) 口 31與入流口排29對準，內(nèi)口 32與入流口排30對準。因此，通過對入流裝置8的這樣的 調(diào)節(jié)，入流口排24, 29, 30打開且入流口排28關(guān)閉，結(jié)果是十三個口打開。通過甚至進一步 旋轉(zhuǎn)內(nèi)套筒，使得內(nèi)口 25與第三排入流口 29對準，四個入流口打開，并且甚至通過進一步 旋轉(zhuǎn)內(nèi)套筒以使得內(nèi)口 25與第四排入流口 30對準，兩個入流口被打開。
[0094] 在圖8c中，內(nèi)套筒23被稍微向左旋轉(zhuǎn)，從而內(nèi)口 31與入流口排28對準，內(nèi)口 32 與入流口排29對準，內(nèi)口 33與入流口排30對準。因此，通過這樣調(diào)節(jié)該入流裝置8,入流 口排28, 29, 30打開且入流口排24關(guān)閉，結(jié)果是十二個入流口被打開。
[0095] 在圖8d中，內(nèi)套筒23相對于圖8c的位置被稍微向左旋轉(zhuǎn)，從而內(nèi)口 32與入流口 排24對準，內(nèi)口 33與入流口排28對準，且內(nèi)口 34與入流口排29對準。因此，通過這樣調(diào) 節(jié)該入流裝置8,入流口排24, 28, 29打開且入流口排30被關(guān)閉，結(jié)果是十七個入流口被打 開。
[0096] 在圖8e中，內(nèi)套筒23相對于圖8d的調(diào)整位置被稍微向左旋轉(zhuǎn)，從而內(nèi)口 33與入 流口排24對準，內(nèi)口 34與入流口排28對準，且內(nèi)口 35與入流口排30對準。因此，通過這 樣調(diào)節(jié)該入流裝置8,入流口排24, 28, 30打開且入流口排29被關(guān)閉，結(jié)果是十五個入流口 被打開。
[0097] 在圖8f中，內(nèi)套筒23相對于圖8e的調(diào)整位置被稍微向左旋轉(zhuǎn)，從而內(nèi)口 34與入 流口排24對準，內(nèi)口 35與入流口排29對準。因此，通過這樣調(diào)節(jié)該入流裝置8,入流口排 24, 29打開且入流口排28, 30被關(guān)閉，結(jié)果是七個入流口被打開。
[0098] 在圖8g中，內(nèi)套筒23相對于圖8f的調(diào)整位置被稍微向左旋轉(zhuǎn)，從而使內(nèi)口 35 與入流口排28對準。因此，通過這樣調(diào)節(jié)該入流裝置8,入流口排28打開且入流口排 24, 29, 30被關(guān)閉，結(jié)果是六個入流口被打開。
[0099] 在圖8h中，內(nèi)套筒23相對于圖8g的調(diào)整位置被稍微向左旋轉(zhuǎn)，從而內(nèi)口 35與入 流口排24對準，內(nèi)口 36與入流口排30對準。因此，通過這樣調(diào)節(jié)該入流裝置8,入流口排 24, 30打開且入流口排28, 29被關(guān)閉，結(jié)果是九個入流口被打開。
[0100] 在圖8i中，內(nèi)套筒23相對于圖8h的調(diào)整位置被稍微向左旋轉(zhuǎn)，從而內(nèi)口 36與入 流口排28對準，內(nèi)口 37與入流口排30對準。因此，通過這樣調(diào)節(jié)該入流裝置8,入流口排 28, 30打開且入流口排24, 29被關(guān)閉，結(jié)果是八個入流口被打開。
[0101] 在圖8j中，內(nèi)套筒23相對于圖8i的調(diào)整位置被稍微向左旋轉(zhuǎn)，從而內(nèi)口 36與入 流口排24對準，內(nèi)口 37與入流口排29對準。因此，通過這樣調(diào)節(jié)該入流裝置8,入流口排 24, 29打開且入流口排28, 30被關(guān)閉，且因此這樣的調(diào)節(jié)導(dǎo)致與圖8f中的位置相同。
[0102] 在圖8k中，內(nèi)套筒23相對于圖8j的調(diào)整位置被稍微向左旋轉(zhuǎn)，從而內(nèi)口 38與入 流口排29對準且內(nèi)口 39與入流口排30對準。因此，通過這樣調(diào)節(jié)該入流裝置8,入流口排 29, 30打開且入流口排24, 28被關(guān)閉，結(jié)果是六個入流口被打開。
[0103] 在圖81中，內(nèi)套筒23相對于圖8k的調(diào)整位置被稍微向左旋轉(zhuǎn)，從而內(nèi)口 38與入 流口排28對準且內(nèi)口 39與入流口排29對準。因此，通過這樣調(diào)節(jié)該入流裝置8,入流口排 28, 29打開且入流口排24, 30被關(guān)閉，結(jié)果是十個入流口被打開。
[0104] 在圖8m中，內(nèi)套筒23相對于圖81的調(diào)整位置被稍微向左旋轉(zhuǎn)，從而內(nèi)口 38與入 流口排24對準且內(nèi)口 39與入流口排28對準。因此，通過這樣調(diào)節(jié)該入流裝置8,入流口排 24, 28打開且入流口排29, 30被關(guān)閉，結(jié)果是十三個入流口被打開。
[0105] 在圖8n中，內(nèi)套筒23相對于圖8m的調(diào)整位置被稍微向左旋轉(zhuǎn)，從而內(nèi)口 39與入 流口排24對準。因此，通過這樣調(diào)節(jié)該入流裝置8,入流口排24打開且入流口排28, 29, 30 被關(guān)閉，結(jié)果是7個入流口被打開。
[0106] 在圖8〇中，內(nèi)套筒23相對于圖8n的調(diào)整位置被稍微向左旋轉(zhuǎn)，從而所有的入流 口排24, 28, 29, 30均關(guān)閉。因此，通過這樣的調(diào)節(jié)該入流裝置8被關(guān)閉。
[0107] 在圖8a_8o中示出的調(diào)節(jié)順序示出了入流裝置8的不同的過流能力，導(dǎo)致十四種 不同的體積速率。盡管入流裝置8的一些可能調(diào)節(jié)并未在圖8a_8o中示出，但通過將內(nèi)套 筒旋轉(zhuǎn)到期望位置以彼此獨立地打開和關(guān)閉所有入流口排的入流裝置8的配置對于本領(lǐng) 域技術(shù)人員來說是顯而易見的。
[0108] 圖9示出了入流裝置8的另一實施例的縱向截面圖。入流裝置8包括第一套筒或 管結(jié)構(gòu)40,其具有在第一壁41上的十二個入流口 24和在第一壁41上從入流口 24延伸到 出口 53的十二個第一軸向通道27。軸向通道是指沿入流裝置8的軸向延伸的通道。
[0109] 入流裝置還包括第二套筒42或管結(jié)構(gòu)，其具有靠近出口 53的第一端43,第二端 44和在圖中的六個內(nèi)口 25。盡管第二套筒42或管結(jié)構(gòu)僅示出了六個內(nèi)口 25,但事實上，內(nèi) 口的數(shù)量與第一套筒40或管結(jié)構(gòu)的內(nèi)口數(shù)量相同，即十二個內(nèi)口。
[0110] 此外，第二套筒42或管結(jié)構(gòu)在第一套筒40或管結(jié)構(gòu)內(nèi)是可旋轉(zhuǎn)的，且第二套筒42 具有第二壁45,該第二壁具有在第二壁45中從第一端43延伸到內(nèi)口 25的十二個第二軸向 通道（未示出）。因此，每個內(nèi)口 25具有其自己的第二軸向通道。
[0111] 第二套筒42或管結(jié)構(gòu)布置在第一套筒40或管結(jié)構(gòu)的第一壁41上的內(nèi)周槽46內(nèi)， 意味著當?shù)诙淄?2或管結(jié)構(gòu)布置在該槽內(nèi)時，第二套筒42或管結(jié)構(gòu)將不會減小入流裝 置的總內(nèi)徑并因此不會減小生產(chǎn)套管的總內(nèi)徑。
[0112] 第二套筒42或管結(jié)構(gòu)可至少在第一位置和第二位置（圖9中示出的位置）之間 相對于第一套筒40或管結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，在第一位置處第一通道27和第二通道（未示出）對準 以允許流體經(jīng)第二套筒42或管結(jié)構(gòu)的第一端43從儲層流入生產(chǎn)套管內(nèi)，在第二位置處第 一通道27和第二通道（未示出）不對準，這意味著流體被阻止流入生產(chǎn)套管內(nèi)。
[0113] 入流裝置8還包括第一封隔器47,其布置在第一套筒40或管結(jié)構(gòu)與第二套筒42 或管結(jié)構(gòu)的第一端43之間。該封隔器47圍繞內(nèi)周槽46延伸并具有與第二套筒或管結(jié)構(gòu) 的內(nèi)徑大致相等的內(nèi)徑。封隔器47具有與第一軸向通道對應(yīng)數(shù)量的多個貫穿的封隔器通 道48, S卩，在本實施例中為十二個，這些封隔器通道48與第一軸向通道27對準。封隔器與 第一套筒或管結(jié)構(gòu)固定連接，從而封隔器通道48與第一軸向通道流體連接。封隔器呈環(huán)形 且這些貫穿的封隔器通道48沿第一套筒或管結(jié)構(gòu)的軸向延伸部分延伸穿過該封隔器。
[0114] 封隔器47優(yōu)選由陶瓷制成，由此能使封隔器47的接觸表面光滑，這增強了封隔器 47的密封性，這是因為光滑的接觸表面可被壓至更靠近相對的表面，該相對的表面為第二 套筒42或管結(jié)構(gòu)的第一端43。然而，在其它實施例中，封隔器可由金屬，復(fù)合材料，聚合 物等制成。
[0115] 此外，第二封隔器49布置在第一套筒40或管結(jié)構(gòu)和第二套筒42或管結(jié)構(gòu)的第二 端44之間。然而，在其它實施例中省去了第二封隔器，從而第二套筒42或管結(jié)構(gòu)的第二端 44面對第一套筒40或管結(jié)構(gòu)的第一壁。
[0116] 在圖9中，第一彈性件50布置在第一封隔器47和第一套筒40或管結(jié)構(gòu)之間。因 此，該彈性件50迫使第二套筒42壓靠該第一封隔器以提供二者之間的密封。
[0117] 另外，第二套筒42或管結(jié)構(gòu)可包括可從內(nèi)部接近的至少一個凹槽51，所述凹槽51 適于容納用于相對于第一套筒40或管結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)第二套筒42或管結(jié)構(gòu)的扳手工具（未示 出）。
[0118] 入流裝置8, 9的調(diào)節(jié)可例如通過將具有扳手工具的井下工具插入生產(chǎn)套管內(nèi)并 將該井下工具移動至需要被調(diào)節(jié)的入流裝置來手動完成。入流裝置8, 9也可通過磁源來操 作。
[0119] 圖7的入流裝置8具有相對于外套筒22旋轉(zhuǎn)的內(nèi)套筒23,且在圖10中，該內(nèi)套筒 23相對于外套筒22軸向滑動。內(nèi)套筒23在外套筒22上的凹槽內(nèi)滑動，如圖11所示，其 中，該內(nèi)套筒覆蓋住圖10中示出的四排中的三排入流口，并因此除了兩個以外的所有入流 口 24均被覆蓋住。第一排包括八個入流口 24,第二排包括六個入流口 24,第三排包括四個 入流口 24,且第四排包括兩個入流口 24。通過在槽內(nèi)沿外套筒的內(nèi)表面來回滑動該套筒， 流體可流過的入流口 24的數(shù)量可按與圖7中示出的入流裝置8的實施例相同的方式變化。 在具有可軸向滑動的內(nèi)套筒的入流裝置的其它實施例中，入流裝置可具有不同的排數(shù)的入 流口且在每排中的入流口的數(shù)量可以不同。因此，在圖9和10中示出的實施例僅是入流裝 置8的其中一種構(gòu)型。
[0120] 圖1示出了包括環(huán)狀屏障的生產(chǎn)套管，每個環(huán)狀屏障適于在位于生產(chǎn)套管與井下 井眼55的內(nèi)壁54之間的環(huán)空52內(nèi)膨脹。每個環(huán)狀屏障包括用于作為生產(chǎn)套管的一部分安 裝的管狀部件57和圍繞該管狀部件的可膨脹套筒58。該可膨脹套筒的每端59, 60均通過 連接部件72緊固到該管狀部件上。至少一端是與該管狀部件可滑動地連接。該可膨脹套筒 環(huán)繞該管狀部件并限定出介于該管狀部件與該可膨脹套筒之間的環(huán)狀屏障空間73。該環(huán)狀 屏障進一步包括在管狀部件中的開孔71用于使流體進入環(huán)狀屏障空間以膨脹該套筒。該 環(huán)狀屏障布置成用于將第一儲集區(qū)6和第二儲集區(qū)7隔開，從而使三個環(huán)狀屏障提供兩個 儲集區(qū)。可膨脹套筒、管狀部件和連接部件由金屬制成。
[0121] 在其它實施例中，入流裝置可例如通過電纜控制或無線控制來遠程調(diào)節(jié)。
[0122] 入流裝置8適于被插入并形成為生產(chǎn)套管3的一部分，從而形成套管完井（未示 出）。此外，入流裝置8的端部適于通過傳統(tǒng)連接機構(gòu)例如通過螺紋連接與另一套管件連 接。
[0123] 在上述的多個實施例中，外口被示出為實質(zhì)上為開口。但外口也可包括限流器， 節(jié)流閥或閥門如入流控制閥（未示出）。
[0124] 盡管上述實施例主要是針對內(nèi)套筒相對于外套筒的可旋轉(zhuǎn)運動進行的描述，但內(nèi) 套筒可相對于該外套筒滑移運動。
[0125] 流體或井產(chǎn)流體是指存在于油井或氣井井下的任何類型的流體，如天然氣，石 油，油基泥漿，原油，水等。氣體是指存在于井，完井，或裸井中的任何類型的氣體組分， 并且油是指任何類型的油組分，例如原油，含油流體等。氣體，油和水流體可因此均分別包 括除氣體，油和/或水之外的其它元素或物質(zhì)。
[0126] 套管是指井下使用的與油或天然氣生產(chǎn)有關(guān)的任何類型的管，管道，管結(jié)構(gòu)，襯 管，管柱等。
[0127] 在該工具不是完全浸沒入套管中的情況下，井下牽引器可用來推動所述工具完全 進入井中的位置。井下牽引器是能夠在井下推動或拉動工具的任何類型的驅(qū)動工具，例如 Well Tractor?.
[0128] 盡管上面已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但在不背離如下面 的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的情況下可想到的若干變型對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易 見的。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于從井（2)中生產(chǎn)烴的生產(chǎn)系統(tǒng)（1)，包括： -生產(chǎn)套管（3)， -包含至少第一流體（10)的第一儲集區(qū)￠)，其沿著該生產(chǎn)套管（3)的一部分并在該 生產(chǎn)套管（3)的一部分的外側(cè)延伸， -包含至少第二流體（11)的第二儲集區(qū)（7)，其沿著該生產(chǎn)套管（3)的另一部分并在 該生產(chǎn)套管（3)的另一部分的外側(cè)延伸， -布置在該第一儲集區(qū)（6)內(nèi)的第一入流裝置（8)，該第一入流裝置具有第一入流面積 并適于使該第一流體（10)以第一體積速率（VI)進入生產(chǎn)套管（3)內(nèi)，和 -布置在該第二儲集區(qū)（7)內(nèi)的第二入流裝置（9)，該第二入流裝置具有第二入流面積 并適于使該第二流體（11)以第二體積速率（V2)進入生產(chǎn)套管（3)內(nèi)， 其中，所述入流裝置（8, 9)的所述第一和第二入流面積是可調(diào)節(jié)的，由此所述第一和 第二入流裝置（8, 9)能調(diào)節(jié)成使得所述第一體積速率（VI)等于或大于所述第二體積速率 (V2)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)系統(tǒng)（1)，其中，所述入流裝置（8, 9)包括能相對彼此 運動的第一外套筒（22)和第二內(nèi)套筒（23)，該第一外套筒（22)具有成多排布置的外入 流口（24, 28, 29,30)，其中每排外入流口的數(shù)量不同，且所述第二內(nèi)套筒（23)具有內(nèi)口 (25, 31，32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39)，由此所述入流裝置（8, 9)的入流面積是可調(diào)節(jié)的，這 是因為所述第二內(nèi)套筒（23)的所述內(nèi)口（25, 31，32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39)能相對于所 述第一套筒（22)的所述外口（24, 28, 29, 30)運動并對準。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)系統(tǒng)（1)，其中，相對于所述外口（24, 28, 29, 30)，所述內(nèi) 口彼此間隔開布置，由此使所述入流裝置（8, 9)的入流面積是可調(diào)的，這是因為所述第二 內(nèi)套筒（23)的所述內(nèi)口（25, 31，32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39)能相對于所述第一套筒（22) 的所述外口（24, 28, 29, 30)運動和對準。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的生產(chǎn)系統(tǒng)（1)，其中，所述內(nèi)套筒的所述內(nèi)口以預(yù)定周向 距離彼此間隔開布置，使得每排外入流口能通過移動該內(nèi)套筒來根據(jù)需要打開或關(guān)閉。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的生產(chǎn)系統(tǒng)（1)，其中，所述第二內(nèi)套筒（23)能相對于所 述第一外套筒（22)旋轉(zhuǎn)運動。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的生產(chǎn)系統(tǒng)（1)，其中，所述第二套筒包括用于與 扳手工具接合的凹槽（51)，該扳手工具用于調(diào)節(jié)該入流裝置。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的生產(chǎn)系統(tǒng)（1)，還包括適于測量井（2)的生產(chǎn)產(chǎn) 物的監(jiān)測單元（4)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)系統(tǒng)（1)，其中，該監(jiān)測單元（4)適于測量生產(chǎn)產(chǎn)物的含 水量，使得該入流裝置（8, 9)調(diào)節(jié)成以獲得在生產(chǎn)產(chǎn)量和含水量之間的最佳狀況。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的生產(chǎn)系統(tǒng)（1)，其中，該監(jiān)測單元（4)適用于在井（2)的 頂部測量壓力和/或生產(chǎn)產(chǎn)物的體積速率，從而所述入流裝置（8, 9)能基于在該井（2)的 頂部測得的體積速率和/或壓力調(diào)節(jié)。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的生產(chǎn)系統(tǒng)（1)，其中，所述儲集區(qū)（6, 7)通過環(huán) 狀屏障（12)隔開。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的生產(chǎn)系統(tǒng)（1)，其中，所述第一流體（10)是油和 所述第二流體（11)是水或氣體。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的生產(chǎn)系統(tǒng)（1)，其中，所述入流裝置包括第一封 隔器（47)，所述第二套筒布置在該第一套筒的凹槽（46)內(nèi)，且所述第一封隔器布置在該第 一套筒和該第二套筒之間。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的生產(chǎn)系統(tǒng)（1)，其中，該封隔器圍繞內(nèi)周凹槽（46)延伸并 具有與該第二套筒的內(nèi)徑大致相等的內(nèi)徑。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的生產(chǎn)系統(tǒng)（1)，其中，該封隔器具有多個貫穿的封隔 器通道（48)，用于與所述第一套筒內(nèi)的第一軸向通道（27)對準。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12-14中任一項所述的生產(chǎn)系統(tǒng)（1)，其中，該封隔器由陶瓷制成。
16. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的生產(chǎn)系統(tǒng)（1)，其中，所述生產(chǎn)套管包括環(huán)狀屏 障，每個環(huán)狀屏障適于在位于生產(chǎn)套管與井下井眼（55)的內(nèi)壁（54)之間的環(huán)空（52)內(nèi)膨 脹，且每個環(huán)狀屏障包括： -用于作為該生產(chǎn)套管的一部分安裝的管狀部件（57), -圍繞該管狀部件的可膨脹套筒（58)，該可膨脹套筒的每端（59, 60)均通過連接部件 (72)緊固到該管狀部件上， -位于該管狀部件與該可膨脹套筒之間的環(huán)狀屏障空間（73)，和 -位于該管狀部件中的開孔（71)，用于使流體進入所述環(huán)狀屏障空間以膨脹該套筒， 其中，所述環(huán)狀屏障布置成將所述第一儲集區(qū)（6)與所述第二儲集區(qū)（7)隔開。
17. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的生產(chǎn)系統(tǒng)（1)，其中，所述可膨脹套筒由金屬制成。
18. -種包括井口（5)和根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項所述的生產(chǎn)系統(tǒng)（1)的完井。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的完井，還包括布置在該井口（5)中用于調(diào)節(jié)所述入流裝置 的控制單元。
20. -種用于從井（2)中生產(chǎn)烴的生產(chǎn)方法，包括以下步驟： -確定包含至少第一流體（10)的第一儲集區(qū)（6); -確定包含至少第二流體（11)的第二儲集區(qū)（7); -打開位于所述第一區(qū)（6)的第一入流裝置（8)以使所述至少第一流體（10)以第一體 積速率（VI)進入生產(chǎn)套管（3); -打開位于所述第二區(qū)（7)的第二入流裝置（9)以使所述至少第二流體（11)以第二體 積速率（V2)進入生產(chǎn)套管（3); -監(jiān)測所述井（2)的生產(chǎn)產(chǎn)物，以及 -基于所述生產(chǎn)產(chǎn)物調(diào)節(jié)所述第一和第二入流裝置（8, 9)，使得所述第一體積速率 (VI)等于或大于所述第二體積速率（V2)，或者使得所述第二體積速率大于所述第一體積 速率。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述監(jiān)測步驟包括以下步驟中的一個或多個： -在井的頂部測量壓力； -在井的頂部測量生產(chǎn)產(chǎn)物的體積速率；和/或 -在井的頂部測量生產(chǎn)產(chǎn)物的含水量。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的方法，其中，所述調(diào)節(jié)所述第一和第二入流裝置的 步驟還包括基于在井的頂部測得的壓力、體積速率和/或含水量對至少一個所述入流裝置 (8, 9)進行調(diào)節(jié)。
23.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的方法，其中，所述調(diào)節(jié)所述第一和第二入流裝置的步 驟例如通過與井下牽引器連接的扳手工具手動執(zhí)行。
【文檔編號】E21B34/14GK104254664SQ201280060532
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月23日
【發(fā)明者】J·哈倫德巴克 申請人:韋爾泰克有限公司