与地下井一起使用的流体辨别制造技术

一种流体辨别系统可包括流体辨别器，该流体辨别器选择流体组合物流经多个出口流路中的哪一个，该选择基于流体组合物流经该辨别器的方向，并且该方向取决于流体组合物中的流体类型。另一流体辨别器可包括响应流体组合物的流动而位移的结构，由此流体组合物的出口流路响应流体组合物中的多种流体的比率的改变而改变。一种辨别多种流体的方法可包括提供流体辨别器，该流体辨别器选择流体组合物在井中流经多个出口流路中的哪一个，该选择基于流体组合物流经辨别器的方向，并且该方向取决于流体组合物中的多种流体的比率。

Fluid identification for use with underground wells

【技术实现步骤摘要】
与地下井一起使用的流体辨别本申请是哈利伯顿能源服务公司的专利技术专利申请(申请日为2011年11月7日、申请号为201180074699.0，专利技术名称为“与地下井一起使用的流体辨别”)的分案申请。
本专利技术大体涉及结合地下井使用的设备和执行操作，并且在本文描述的示例中，更具体地提供对多种井流体的流体辨别。
技术介绍
辨别多种流体的诸多原因包括：a)流体分离，b)控制产出流体，c)控制产出流体的起源，d)防止地层损害，e)一致性，f)控制注入的流体，g)控制接收注入的流体的地带，h)防止气锥或水锥，i)增产处理等。因此，将理解，需要不断地改进技术。
技术实现思路
在本专利技术中，提供多个系统和方法，这些系统和方法带来对结合井操作的流体辨别技术的改进。以下描述的一个示例是，流体流经流体辨别系统的方向的改变也改变流阻。以下描述的另一示例是，根据流体组合物的属性、特性等，流体组合物的路线被流体辨别器改变到不同的出口流路。在描述的一个示例中，地下井使用的流体辨别系统可包括流体辨别器，该流体辨别器选择流体组合物流经多个出口流路中的哪一个。选择可基于流体组合物流经流体辨别器的至少一个方向。该方向可取决于流体组合物中的至少一种流体类型。在另一示例中，流体辨别器可包括响应流体组合物的流动而位移的结构。大部分流体组合物的出口流路可响应于流体组合物中的多种流体的比率的改变而改变。在又一示例中，辨别地下井中流动的多种流体的方法可包括提供一种流体辨别器，该流体辨别器选择在井中流动的流体组合物通过多个出口流路中的哪一个。该流体辨别器能够基于流体组合物流经流体辨别器的方向来选择，该方向可取决于流体组合物中的多种流体的比率。当仔细考虑以下说明书和附图的示意性实施例的详细描述时，这些和其他特征、优点和益处对于本领域普通技术人员将变得明显，其中各图中相似的元件使用相同的附图标记来指代。附图说明图1是能够体现本专利技术的原理的系统以及相关联的方法的局部剖视示意图；图2是能够体现本专利技术的原理的流体辨别系统的剖视示意图；图3是沿图2的线3-3截取的流体辨别系统的剖视示意图；图4是能够体现本专利技术的原理的流体辨别器的剖视示意图；图5和图6是沿图4的线5-5截取的流体辨别器的剖视示意图，流体组合物被引导至图5和图6中的不同的出口流路；图7和图8是流体辨别器的另一构造的剖视示意图，流体组合物被引导至图7和图8中的不同的出口流路；图9是流体辨别器的另一构造的剖视示意图；图10是沿图9的线10-10截取的流体辨别器的剖视示意图；图11是可在流体辨别器中使用的流体开关的剖视示意图；图12是流体开关的另一构造的剖视示意图；图13和图14是流体辨别器的另一构造的剖视示意图，图13是沿图14的线13-13截取的图；图15和图16是流体辨别器的另一构造的剖视示意图，图16是沿图15的线16-16截取的图。具体实施方式图1中示意性示出了与井一起使用的系统10，该系统能够体现本专利技术的原理。如图1中描绘的，井眼12具有从套管16向下延伸的大体竖直的未套管段14以及穿过地层20延伸的大体水平的未套管段18。管状柱22(诸如生产油管柱)被安装在井眼12中。多个井筛24、流体辨别系统25和封隔器26在管状柱22中相互连接。封隔器26密封管状柱22与井眼段18之间径向形成的环空28。以这种方式，流体30可从地层20的多个间隔或地带经由相邻的一对封隔器26之间的环空28的隔离部分产出。位于相邻的每对封隔器26之间井筛24和流体辨别系统25在管状柱22中相互连接。井筛24过滤从环空28流入管状柱22的流体30。流体辨别系统25基于流体的某些特性来辨别流入管状柱22中的流体30。关于这点应注意，系统10在附图中被示出，并且在本文中系统10仅仅被作为能够利用本专利技术的原理的众多系统的一个示例来描述。应清晰地理解，本专利技术的原理绝不限于附图中描绘的或者本文描述的系统10的任何细节，或者其部件。例如，不必为了符合本专利技术的原理而使井眼12包括大体竖直的井眼段14或大体水平的井眼段18。未必只是从地层20产出流体30，因为在其他示例中，流体可注入到地层中，所以流体可注入到地层中也可从地层产出等。井筛24和流体辨别系统25中的每个未必位于相邻的每对封隔器26之间。单个井筛24未必结合单个流体辨别系统25使用。这些部件的任何数量、布置和/或组合均可被使用。任何流体辨别系统25未必与井筛24一起使用。例如，在注入操作中，注入的流体可流经流体辨别系统25，而不流经井筛24。井筛24、流体辨别系统25、封隔器26或管状柱22的任何其他部件未必位于井眼12的未套管段14、18中。井眼12的任何段可以是套管的或未套管的，并且管状柱22的任何部分可位于井眼的未套管段或套管段，均符合本专利技术的原理。因此，应清晰地理解，本专利技术描述了如何构造和使用某些示例，但是本专利技术的原理不限于那些示例的任何细节。反而，使用从本专利技术获得的知识，那些原理能够应用于许多其他示例。本领域技术人员将理解的是，能够调节从地层20的每个地带进入管状柱22中的流体30的流动是有益的，例如，这样防止地层中的水锥32或气锥34。井中的流动调节的其他用途包括但不限于，平衡来自(或注入到)多个地带的产出；使不期望的流体的产出或注入最小化；使期望的流体的产出或注入最大化；传输信号等。在以下描述的某些示例中，流经系统25的阻力能够按需要和/或响应于具体条件而选择性地改变。例如，当安装了管状柱22时及在砾石充填操作期间，流经系统25就可能相对受限，但是当从地层20产出流体30时，流经该系统就可能相对不受限。作为另一示例，在蒸汽驱油操作中的蒸汽突破指示的温度升高时，流经系统25可能相对受限，但是在温度下降时，流经该系统可能相对不受限。以下更充分地描述的流体辨别系统25的示例，如果流体速度或密度增大，那么也能增大流阻(例如，从而平衡各地带之间的流动，防止水锥或气锥等)，或者如果流体粘度减小，也增大流阻(例如，从而在产油井中限制诸如水或气等不期望的流体的流动)。相反，如果流体速度或密度减小，或者如果流体粘度增大，这些流体辨别系统25能够减小流阻。流体是期望的流体还是不期望的流体取决于正在进行的生产或注入操作的目的。例如，如果期望从井中产油，而不希望产水或产气，那么油就是期望的流体，而水和气是不期望的流体。如果期望注入蒸汽而非水，那么蒸汽就是期望的流体，而水是不期望的流体。如果期望产出烃气体而非水，那么烃气体就是期望的流体，而水是不期望的流体。应注意的是，在井下的温度和压力下，烃气体能够实际上完全地或部分地处于液态。因此，应理解的是，当本文使用术语“气体”时，超临界、液态和/或气态被包括在该术语的范围内。在其他示例中，系统25的流体辨别器可用于分离流体组合物36中的多种流体(例如，以使不同的流体类型分别流向不同的处理设施，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种与地下井一起使用的流体辨别系统，该系统包括：/n流体辨别器，其选择流体组合物流经多个出口流路中的哪一个，所述选择基于流体组合物流经所述流体辨别器的至少一个方向，以及所述方向取决于所述流体组合物中的至少一种流体类型，所述流体辨别器包括流体开关，所述流体开关引导所述流体组合物流动到至少第一入口流路和第二入口流路，/n其中所述至少一个方向包括第一方向和第二方向，并且其中所述流体辨别器响应流体组合物更多地沿所述第一方向流动而选择第一出口流路，以及其中所述流体辨别器响应流体组合物更多地沿所述第二方向流动而选择第二出口流路，/n其中所述流体辨别器包括一结构，所述结构设置在所述第一入口流路和所述第二入口流路与所述第一出口流路和所述第二出口流路之间，所述流体开关设置在所述结构的上游且包括一阻挡装置，当所述流体开关将流体组合物引导到所述第一入口流路和所述第二入口流路之一时，所述阻挡装置越来越多地阻挡流体组合物流经所述第一入口流路和所述第二入口流路中的另一个，/n其中所述流体组合物沿所述第一方向的流动撞击所述结构，由此所述结构位移，从而选择所述第一出口流路。/n

【技术特征摘要】
1.一种与地下井一起使用的流体辨别系统，该系统包括：
流体辨别器，其选择流体组合物流经多个出口流路中的哪一个，所述选择基于流体组合物流经所述流体辨别器的至少一个方向，以及所述方向取决于所述流体组合物中的至少一种流体类型，所述流体辨别器包括流体开关，所述流体开关引导所述流体组合物流动到至少第一入口流路和第二入口流路，
其中所述至少一个方向包括第一方向和第二方向，并且其中所述流体辨别器响应流体组合物更多地沿所述第一方向流动而选择第一出口流路，以及其中所述流体辨别器响应流体组合物更多地沿所述第二方向流动而选择第二出口流路，
其中所述流体辨别器包括一结构，所述结构设置在所述第一入口流路和所述第二入口流路与所述第一出口流路和所述第二出口流路之间，所述流体开关设置在所述结构的上游且包括一阻挡装置，当所述流体开关将流体组合物引导到所述第一入口流路和所述第二入口流路之一时，所述阻挡装置越来越多地阻挡流体组合物流经所述第一入口流路和所述第二入口流路中的另一个，
其中所述流体组合物沿所述第一方向的流动撞击所述结构，由此所述结构位移，从而选择所述第一出口流路。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述流体组合物沿所述第二方向的流动撞击所述结构，由此所述结构位移，从而选择所述第二出口流路。


3.根据权利要求1所述的系统，其中所述结构响应所述流体组合物撞击所述结构而旋转。


4.一种与地下井一起使用的流体辨别器，该流体辨别器包括：
结构，其在被流体组合物的流动撞击时而位移，由此大部分的所述流体组合物的出口流路响应所述流体组合物中的多种流体的比率的改变而改变，以及
流体开关，所述流体开关引导所述流体组合物流动到至少第一入口流路和第二入口流路，
其中所述流体开关设置在所述结构的上游且包括一阻挡装置，当所述流体开关将流体组合物引导到所述第一入口流路和所述第二入口流路之一时，所述阻挡装置越来越多地阻挡流体组合物流经所述第一入口流路和所述第二入口流路中的另一个。


5.根据权利要求4所述的流体辨别器，其中所述结构暴露于所述流体组合物沿至少第一方向和第二方向的流动中，以及其中所述出口流路响应所述流体组合物沿所述第一方向和第二方向流动的比例的改变而改变。


6.根据权利要求5所述的流体辨别器，其中所述结构被所述流体组合物更多地沿所述第一方向流动而更多地沿所述第一方向偏置，以及其中所述结构被所述流体组合物更多地沿所述第二方向流动而更多地沿所述第二方向偏置。


7.根据权利要求6所述的流体辨别器，其中所述第一方向与所述第二方向相反。


8.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾森·D·戴克斯特拉，M·L·夫瑞普，
申请(专利权)人：哈利伯顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：美国;US