用于从井中生产烃的生产系统的制作方法

用于从井中生产烃的生产系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于从井(2)中生产烃的生产系统(1)。所述生产系统包括生产套管(3),适于测量井的生产产物的监测单元,包含至少第一流体(10)的、沿着该生产套管(3)的一部分并在该生产套管(3)的一部分的外侧延伸的第一储集区(6),包含至少第二流体(11)的、沿着该生产套管(3)的另一部分并在该生产套管(3)的另一部分的外侧延伸的第二储集区(7),布置在第一储集区的、具有第一入流面积并适于使第一流体以第一体积速率(V1)进入生产套管内的第一入流装置,布置在第二储集区的、具有第二入流面积并适于使第二流体以第二体积速率(V2)进入生产套管内的第二入流装置，其中所述入流装置的第一和第二入流面积是可调的，从而该第一和第二入流装置能被调节，使得第一体积速率等于或大于第二体积速率。此外，本发明还涉及包括根据本发明的生产系统的完井及用于从井中生产烃的生产方法。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于从井中生产烃的生产系统。此外，本发明还涉及包括根据本发明 的生产系统的完井以及用于从井中生产烃的生产方法。 用于从井中生产烃的生产系统

【背景技术】
[0002] 在油和气的生产过程中，由于高流体静压的原因有时需要在井内协助生产。如果 井自身不能产生足以将油或气驱动至表面的压力，或者井已经被故意破坏，则可在井的上 部利用人工举升来举升井产流体。
[0003] 通过将泵浸入井中，该泵可被用于提升压力或可能重新启动停产井。泵在井中设 置塞子或密封并从塞子的一侧向另一侧泵送井产流体以克服泵上方的井产流体的静压力。
[0004] 人工举升的其它方法采用化学品或气体提供确保来自井中的可接受的生成产物 所需的举升力。但这些用于克服井产流体的静压力的已知方案使用了外部能量源。


【发明内容】

[0005] 本发明的一个目的是完全或部分地克服现有技术中的上述缺点和不足。更具体 地，一个目的是提供一种用于从井中生产烃的改进的生产系统，无需使用人工举升系统如 泵，气体或化学品。
[0006] 从下面的描述中将变得显而易见的上述目的以及众多的其它目的，优点和特征 由根据本发明的方案来实现，即通过用于从井中生产烃的生产系统来实现，该生产系统包 括：
[0007]-生产套管，
[0008] -适于测量井的生产产物/产量的监测单元，
[0009] -包含至少第一流体的第一储集区，其沿着该生产套管的一部分并在该生产套管 的一部分的外侧延伸，
[0010]-包含至少第二流体的第二储集区，其沿着该生产套管的另一部分并在该生产套 管的另一部分的外侧延伸，
[0011]-布置在第一储集区内的第一入流装置，其具有第一入流面积并适用于使第一流 体以第一体积速率进入生产套管内，和
[0012] -布置在第二储集区的第二入流装置，其具有第二入流面积并适用于使第二流体 以第二体积速率进入生产套管内，
[0013] 其中所述入流装置的所述第一和第二入流面积是可调节的，由此第一和第二入流 装置可调节成使得第一体积速率等于或大于第二体积速率。
[0014] 因此，可获得这样的生产系统，其中储层中和井中的能量用于将井产流体举升出 该井，而基本不使用外部能源。
[0015] 在一个实施例中，入流装置包括可相对彼此运动的第一外套筒和第二内套筒，该 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数量不同，且第二内套筒具 有内口，由此该入流装置的入流面积是可调节的，这是因为第二内套筒的内口可相对于第 一套筒的外口运动并对准。
[0016] 所述入流口可沿入流装置成多排布置。
[0017] 此外，相对于所述外口，所述内口可彼此间隔开布置，由此入流装置的入流面积是 可调节的，这是因为第二内套筒的内口可相对于第一套筒的外口运动和对准。
[0018] 此外，内套筒的所述内口可以预定周向距离彼此间隔开布置，使得通过移动所述 内套筒每排外入流口能根据需要打开或关闭。
[0019] 在一个实施例中，所述第二内套筒可相对于第一外套筒旋转运动。
[0020] 在另一实施例中，入流装置可具有轴向延伸部分，且该内套筒可沿该轴向延伸部 分相对于该外套筒滑动。
[0021] 并且，该外套筒可具有凹槽，该内套筒在该凹槽内沿该轴向延伸部分滑动。
[0022] 也在另一实施例中，该第二套筒可包括用于与扳手工具接合的凹槽，扳手工具用 于调节该入流装置。
[0023] 还在另一实施例中，该内套筒可相对于该外套筒滑动运动。
[0024] 此外，上述生产系统还可包括适于监测井的生产产物的监测单元。
[0025] 另外，该监测单元可适用于测量生产产物的含水量，使得该入流装置可调节成获 得在生产产量和含水量之间的最佳状况。
[0026] 并且，该监测单元可适于在井的顶部测量压力和/或生产产物的体积速率，从而 可基于在井的顶部测得的体积速率和/或压力对入流装置进行调节。
[0027] 在一个实施例中，所述入流装置可手动调节。
[0028] 在另一实施例中，所述入流装置可远程调节。
[0029] 此外，所述入流装置可通过磁源来操作。
[0030] 并且，所述储集区可通过环状屏障隔开。
[0031] 在一个实施例中，所述系统可包括多个储集区。
[0032] 进一步地，多个入流装置可布置在该系统中和/或在每个储集区内。
[0033] 还有，所述第一流体可以是油和第二流体可以是水或气体。
[0034] 此外，阀门可布置在一个或多个所述开口内。
[0035] 另外，筛网可布置在开口的外侧。
[0036] 在一个实施例中，所述入流装置可包括第一封隔器，所述第二套筒可布置在第一 套筒的凹槽内，且所述第一封隔器可布置在该第一套筒和第二套筒之间。
[0037] 此外，该封隔器可围绕内周凹槽延伸并具有与第二套筒的内径大致相等的内径。
[0038] 此外，该封隔器可具有多个贯穿的封隔器通道用于与所述第一套筒内的第一轴向 通道对准。
[0039] 此外，该封隔器可由陶瓷制成。
[0040] 在一个实施例中，所述生产套管可包括环状屏障，每个环状屏障适于在位于生产 套管与井下井眼的内壁之间的环空内膨胀，且每个环状屏障包括：
[0041] -用于作为该生产套管的一部分安装的管状部件，
[0042] -围绕该管状部件的可膨胀套筒，该可膨胀套筒的每端通过连接部件紧固到该管 状部件上，
[0043] -位于该管状部件与该可膨胀套筒之间的环状屏障空间，和
[0044] -位于该管状部件上的开孔，用于使流体进入所述环状屏障空间内以膨胀该套筒，
[0045] 其中，所述环状屏障布置成用于将所述第一储集区和所述第二储集区隔开。
[0046] 此外，所述可膨胀套筒可由金属制成。
[0047] 本发明还涉及包括井口和上述生产系统的完井。
[0048] 该完井还可包括布置在井口用于调节所述入流装置的控制单元。
[0049] 此外，所述完井还可包括与井下牵引器连接用以调节所述入流装置的扳手工具。
[0050] 此外，本发明还涉及一种用于从井中生产烃的生产方法，包括以下步骤：
[0051] -确定包含至少第一流体的第一储集区；
[0052] -确定包含至少第二流体的第二储集区；
[0053] -打开位于第一储集区的第一入流装置以使所述至少第一流体以第一体积速率进 入生产套管；
[0054] -打开位于第二储集区的第二入流装置以使所述至少第二流体以第二体积速率进 入生产套管；
[0055] -监测井的生产产物，以及
[0056] -基于所述生产产物调节所述第一和第二入流装置，使得所述第一体积速率等于 或大于所述第二体积速率，或者使得所述第二体积速率大于所述第一体积速率。
[0057] 在所述方法中，所述监测步骤可包括以下步骤中的一个或多个：
[0058] -在井的顶部测量压力；
[0059] -在井的顶部测量生产产物的体积速率；和/或
[0060] -在井的顶部测量生产产物的含水量。
[0061] 此外，调节所述第一和第二入流装置的步骤还可包括基于在井的顶部测得的压 力、体积速率和/或含水量对至少一个入流装置进行调节。
[0062] 并且，调节所述第一和第二入流装置的步骤可例如通过与井下牵引器连接的扳手 工具手动完成。
[0063] 此外，调节所述第一和第二入流装置的步骤可从井的顶部远程执行。
[0064] 最后，调节所述第一和第二入流装置的步骤可无线执行。

【专利附图】

【附图说明】
[0065] 下面将参考后附的示意图更详细地描述本发明及其许多优点，所述示意图出于示 例目的仅示出了一些非限制性的实施例，其中：
[0066] 图1示出了根据本发明的一个实施例的生产系统，
[0067] 图2示出了具有多个储集区的生产系统的另一实施例，
[0068] 图3不出了体积速率与压力的关系图，
[0069] 图4示出了入流装置的一个实施例的截面图，
[0070] 图5示出了入流装置的另一实施例的截面图，
[0071] 图6示出了入流装置的又一实施例的截面图，
[0072] 图7以局部截面图和局部透视图示出了图4的入流装置，
[0073] 图8a_8o示出了图4和7的入流装置的与体积速率相关的不同位置的截面图，
[0074] 图9示出了图6中的入流装置的截面图，
[0075] 图10以局部截面图和局部透视图示出了具有轴向滑动内套筒的入流装置的另一 实施例，和
[0076] 图11示出了图10中的入流装置的沿轴向延伸部分的截面图。
[0077] 所有的附图是高度示意性的，未必按比例绘制，并且它们仅示出了阐明本发明所 必需的那些部件，省略或仅暗示了其它部件。

【具体实施方式】
[0078] 图1示出了用于从井2中生产烃的生产系统1。该生产系统1包括沿井2延伸的 生产套管3。生产系统1还包括适于测量井2的生产产物/产量的监测单元4。在该实施 例中，该监测单元设置在井2的顶部，即在井口 5处。该监测单元可包括流量测量装置，压 力传感器，含水测量装置或它们的组合。
[0079] 生产系统1还包括包含至少第一流体10、沿生产套管3外侧延伸的第一储集区6 和包含至少第二流体11、沿生产套管外侧延伸的第二储集区7。另外，第一入流装置8布置 在第一储集区6内，该第一入流装置具有第一入流面积并适用于使第一流体10以第一体积 速率VI进入生产套管3内，且第二入流装置9布置在第二储集区7,该第二入流装置具有第 二入流面积并适用于使第二流体11以第二体积速率V2进入生产套管3内。入流装置8, 9 的第一和第二入流面积是可调节的，从而第一和第二入流装置8, 9能基于生产产物/产量 (production outcome)进行调节，使得第一体积速率VI等于或大于第二体积速率V2。据 此，从井2中的烃的生产可通过基于生产产物的体积速率、井2顶部的压力、生产产物的含 水量或它们的组合来将入流装置8, 9的入流体积速率调节至瞬时所需而获得最优化。因 此，通过本系统，可以通过调节流体的入流体积速率来实现流体的举升，从而避免使用人工 举升或至少大幅度减少人工举升的使用。
[0080] 在第一流体10包含更多的水或气体的情况下，它可被用于驱动更重的第二流体 11，并因此可避免沿井向上的人工举升过高。类似地，第二流体可具有较高的含水量，其通 常通过阻止其流入套管而被切断，但第二流体可用于与第一流体混合以方便第一流体的井 流动。
[0081] 在图1所示的生产系统1中，第一和第二储集区6,7是相邻区域，且它们通过可膨 胀的环状屏障12彼此隔离。在图1中，在第一储集区6内的第一流体10基本是油且第二储 集区7内的第二流体11基本是水。第一和第二储集区6, 7各具有300巴的储层压力。第 一储集区6的第一入流装置8调节成让第一流体10即油进入，以使得在生产套管3内存在 200bar的压力。从而，在储层和套管之间存在lOObar的压差。第二储集区7的第二入流装 置9调节成让第二流体11即水进入，从而在生产套管3内存在250bar的压力，即200bar 来自第一储集区且50bar来自第二储集区。从而，在第二储集区的储层与生产套管之间存 在50bar的压差。通过让第二流体11即水进入，生产产物中具有较高的含水量。但同时也 实现了生产产物的较高的体积速率和到井的增强举升力。事实上，代替使用辅助装置，储层 内的能量用于井举升，如利用借助气体或添加化学品提供举升力的人工举升。
[0082] 在图2中，生产系统具有通过可膨胀的环状屏障12彼此隔离的五个储集区 6, 7, 13, 14, 15。在图2中，第一和第二储集区6, 7通过具有第三流体10b的另一储集区14 隔开，其中第三流体l〇b的含油量低于第一流体10。在第一区6下方离井口 5最远处存在 具有第四流体l〇a的另一储集区13,该第四流体的含油量也低于第一流体10。此外，在第 二区7的上方存在具有第五流体11a的第五区15,该第五流体11a的含水量低于第二流体 11。此外，分别布置在其它储集区13, 14, 15内的一个或多个额外的入流装置16, 17, 18也 可被调节以使流体以一定的体积速率进入生产套管以便增强井内举升力并提供最佳的生 产产物。因此，生产系统1可以与针对图1所述方式相同的方式作用。
[0083] 图3示出了披露压力与生产产物的体积速率之间的不同关系的曲线图。作为一个 例子，该曲线图具有三条不同曲线19, 20, 21，每条曲线代表在一定压力下变化的体积速率。 在上述图1公开的例子中，第一入流装置布置成在低于第二入流装置的压力下以高体积速 率工作，且从中经过的流体将因此遵循曲线20。第二入流装置布置成以较低的体积速率但 在较高的压力下工作，且从中经过的流体将因此定位在曲线21上但不是在与流经第一入 流装置的流体那样高的体积速率下工作。从该曲线图可推导出，高压和高体积速率（参见 曲线21)提供高的生产产量。
[0084] 图4示出了入流装置8的沿与套管的轴向延伸部分同中心的该入流装置8的轴向 延伸部分的截面图。在本实施例中，入流装置8包括外套筒22和内套筒23，内套筒23可相 对于外套筒22运动。该截面图是沿布置在入流装置8的延伸部分中的一排入流口 24截取 的。在这排入流口中有七个入流口 24。入流装置的入流面积尤其由各具有开口面积的这些 入流口 24组成。如果入流装置8具有多排入流口，则所有这些排的总开口面积构成该入流 装置的总有效入流面积。入流口 24与第二内套筒23的内口 25流体连通，从而来自储层的 流体可通过入流装置8流入。在本实施例中，内口 25被示出为沿入流装置8的轴向延伸部 分延伸的通槽。内口 25具有比入流口 24更大的延伸尺寸以确保当内口 25与入流口对准 时不会阻止流体流动。筛网26或过滤装置布置在入流口的外侧。
[0085] 图5以沿入流装置8轴向延伸部分的截面图示出了入流装置8的另一实施例。入 流装置8也包括可相对彼此运动的外套筒22和内套筒23。入流口 24与第二内套筒23的 内口 25流体连通以允许来自储层的流体经入流装置8流入。在本实施例中，多个内口 25 被示出为与外套筒的多个入流口 24对准的七个通孔。内口 25具有比每个入流口 24都大 的延伸尺寸，以使得它们不会阻止流体的流动。再者，筛网26或过滤装置布置在所述多个 入流口 24的外侧。
[0086] 图6以沿布置在入流装置8的延伸部分的一排入流口 24的截面图示出了入流装 置8的又一实施例。入流口 24在设置于外套筒22壁上的轴向延伸通道27处终止。该轴 向通道27邻接设置在内套筒23内的轴向通道55,从而入流口 24分别通过两个轴向通道 27, 55与内口 25流体连通。并且，在本实施例中，筛网26或过滤装置布置在入流口 24的外 侦k在图6中示出的入流装置8的实施例将在下面结合图9进一步描述。
[0087] 图4中的入流装置8在图7中以透视图形式示出。入流装置8包括外套筒22和 内套筒23,其中，内套筒23可通过旋转相对于外套筒22运动。四排入流口 24, 28, 29, 30彼 此相邻地沿入流装置8的轴向延伸部分布置。如图4中的截面图所示，第一排有七个入流 口 24。第二排有六个入流口 28。第三排有四个入流口 29,且第四排有两个入流口 30。这 四排中的入流口 24, 28, 29, 30构成入流装置8的入流区域。
[0088] 在其它实施例中，入流装置可具有不同的排数且每排中入流口的数量可不同。因 此，在图7中示出的实施例是入流装置8的其中一种构型。
[0089] 内套筒23在图7中示出，其中在横截面中可看到四个内口 25,且每个内口 25均与 外套筒22中布置的该排入流口 24中的入流口对准。并且，入流装置8可具有不同数量的 内口和沿内套筒的外周的不同位置。
[0090] 图8a_8o示出了与入流装置8的期望入流体积速率相关的入流装置的不同位置的 一系列不同调整。
[0091] 以与上述相同的方式，入流装置8包括内套筒23或管结构，其可在外套筒22或管 结构内旋转。入流装置8以入流装置8的径向延伸部分的截面图示出。外套筒22具有四 排入流口 24, 28, 29, 30。如图7所示，在第一排24中存在七个入流口，在第二排28中存在 六个入流口，在第三排29中存在四个入流口，且在第四排中存在两个入流口。在图8a中， 内套筒23具有10个呈通槽形式的内口 25, 31，32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39,通槽在图4中示 出，且这些内口沿内套筒23的圆周布置。内口 25, 31，32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39彼此间以 预定距离间隔布置，从而每排外入流口 24能通过旋转内套筒23来根据需要打开或关闭，这 将在下面进一步描述。
[0092] 在图8a中，多排入流口 24, 28, 29, 30均与内套筒23的内口 31，32, 33, 34对准。因 此，在图8a中，入流装置8的所有入流口 24, 28, 29, 30都是敞开的，从而流体可流过所有的 十九个入流口。这是入流装置8的最大流动能力。
[0093] 在图8b中，内套筒23被稍微向右旋转，从而内口 25与第一排入流口 24对准，内 口 31与入流口排29对准，内口 32与入流口排30对准。因此，通过对入流装置8的这样的 调节，入流口排24, 29, 30打开且入流口排28关闭，结果是十三个口打开。通过甚至进一步 旋转内套筒，使得内口 25与第三排入流口 29对准，四个入流口打开，并且甚至通过进一步 旋转内套筒以使得内口 25与第四排入流口 30对准，两个入流口被打开。
[0094] 在图8c中，内套筒23被稍微向左旋转，从而内口 31与入流口排28对准，内口 32 与入流口排29对准，内口 33与入流口排30对准。因此，通过这样调节该入流装置8,入流 口排28, 29, 30打开且入流口排24关闭，结果是十二个入流口被打开。
[0095] 在图8d中，内套筒23相对于图8c的位置被稍微向左旋转，从而内口 32与入流口 排24对准，内口 33与入流口排28对准，且内口 34与入流口排29对准。因此，通过这样调 节该入流装置8,入流口排24, 28, 29打开且入流口排30被关闭，结果是十七个入流口被打 开。
[0096] 在图8e中，内套筒23相对于图8d的调整位置被稍微向左旋转，从而内口 33与入 流口排24对准，内口 34与入流口排28对准，且内口 35与入流口排30对准。因此，通过这 样调节该入流装置8,入流口排24, 28, 30打开且入流口排29被关闭，结果是十五个入流口 被打开。
[0097] 在图8f中，内套筒23相对于图8e的调整位置被稍微向左旋转，从而内口 34与入 流口排24对准，内口 35与入流口排29对准。因此，通过这样调节该入流装置8,入流口排 24, 29打开且入流口排28, 30被关闭，结果是七个入流口被打开。
[0098] 在图8g中，内套筒23相对于图8f的调整位置被稍微向左旋转，从而使内口 35 与入流口排28对准。因此，通过这样调节该入流装置8,入流口排28打开且入流口排 24, 29, 30被关闭，结果是六个入流口被打开。
[0099] 在图8h中，内套筒23相对于图8g的调整位置被稍微向左旋转，从而内口 35与入 流口排24对准，内口 36与入流口排30对准。因此，通过这样调节该入流装置8,入流口排 24, 30打开且入流口排28, 29被关闭，结果是九个入流口被打开。
[0100] 在图8i中，内套筒23相对于图8h的调整位置被稍微向左旋转，从而内口 36与入 流口排28对准，内口 37与入流口排30对准。因此，通过这样调节该入流装置8,入流口排 28, 30打开且入流口排24, 29被关闭，结果是八个入流口被打开。
[0101] 在图8j中，内套筒23相对于图8i的调整位置被稍微向左旋转，从而内口 36与入 流口排24对准，内口 37与入流口排29对准。因此，通过这样调节该入流装置8,入流口排 24, 29打开且入流口排28, 30被关闭，且因此这样的调节导致与图8f中的位置相同。
[0102] 在图8k中，内套筒23相对于图8j的调整位置被稍微向左旋转，从而内口 38与入 流口排29对准且内口 39与入流口排30对准。因此，通过这样调节该入流装置8,入流口排 29, 30打开且入流口排24, 28被关闭，结果是六个入流口被打开。
[0103] 在图81中，内套筒23相对于图8k的调整位置被稍微向左旋转，从而内口 38与入 流口排28对准且内口 39与入流口排29对准。因此，通过这样调节该入流装置8,入流口排 28, 29打开且入流口排24, 30被关闭，结果是十个入流口被打开。
[0104] 在图8m中，内套筒23相对于图81的调整位置被稍微向左旋转，从而内口 38与入 流口排24对准且内口 39与入流口排28对准。因此，通过这样调节该入流装置8,入流口排 24, 28打开且入流口排29, 30被关闭，结果是十三个入流口被打开。
[0105] 在图8n中，内套筒23相对于图8m的调整位置被稍微向左旋转，从而内口 39与入 流口排24对准。因此，通过这样调节该入流装置8,入流口排24打开且入流口排28, 29, 30 被关闭，结果是7个入流口被打开。
[0106] 在图8〇中，内套筒23相对于图8n的调整位置被稍微向左旋转，从而所有的入流 口排24, 28, 29, 30均关闭。因此，通过这样的调节该入流装置8被关闭。
[0107] 在图8a_8o中示出的调节顺序示出了入流装置8的不同的过流能力，导致十四种 不同的体积速率。尽管入流装置8的一些可能调节并未在图8a_8o中示出，但通过将内套 筒旋转到期望位置以彼此独立地打开和关闭所有入流口排的入流装置8的配置对于本领 域技术人员来说是显而易见的。
[0108] 图9示出了入流装置8的另一实施例的纵向截面图。入流装置8包括第一套筒或 管结构40,其具有在第一壁41上的十二个入流口 24和在第一壁41上从入流口 24延伸到 出口 53的十二个第一轴向通道27。轴向通道是指沿入流装置8的轴向延伸的通道。
[0109] 入流装置还包括第二套筒42或管结构，其具有靠近出口 53的第一端43,第二端 44和在图中的六个内口 25。尽管第二套筒42或管结构仅示出了六个内口 25,但事实上，内 口的数量与第一套筒40或管结构的内口数量相同，即十二个内口。
[0110] 此外，第二套筒42或管结构在第一套筒40或管结构内是可旋转的，且第二套筒42 具有第二壁45,该第二壁具有在第二壁45中从第一端43延伸到内口 25的十二个第二轴向 通道（未示出）。因此，每个内口 25具有其自己的第二轴向通道。
[0111] 第二套筒42或管结构布置在第一套筒40或管结构的第一壁41上的内周槽46内， 意味着当第二套筒42或管结构布置在该槽内时，第二套筒42或管结构将不会减小入流装 置的总内径并因此不会减小生产套管的总内径。
[0112] 第二套筒42或管结构可至少在第一位置和第二位置（图9中示出的位置）之间 相对于第一套筒40或管结构旋转，在第一位置处第一通道27和第二通道（未示出）对准 以允许流体经第二套筒42或管结构的第一端43从储层流入生产套管内，在第二位置处第 一通道27和第二通道（未示出）不对准，这意味着流体被阻止流入生产套管内。
[0113] 入流装置8还包括第一封隔器47,其布置在第一套筒40或管结构与第二套筒42 或管结构的第一端43之间。该封隔器47围绕内周槽46延伸并具有与第二套筒或管结构 的内径大致相等的内径。封隔器47具有与第一轴向通道对应数量的多个贯穿的封隔器通 道48, S卩，在本实施例中为十二个，这些封隔器通道48与第一轴向通道27对准。封隔器与 第一套筒或管结构固定连接，从而封隔器通道48与第一轴向通道流体连接。封隔器呈环形 且这些贯穿的封隔器通道48沿第一套筒或管结构的轴向延伸部分延伸穿过该封隔器。
[0114] 封隔器47优选由陶瓷制成，由此能使封隔器47的接触表面光滑，这增强了封隔器 47的密封性，这是因为光滑的接触表面可被压至更靠近相对的表面，该相对的表面为第二 套筒42或管结构的第一端43。然而，在其它实施例中，封隔器可由金属，复合材料，聚合 物等制成。
[0115] 此外，第二封隔器49布置在第一套筒40或管结构和第二套筒42或管结构的第二 端44之间。然而，在其它实施例中省去了第二封隔器，从而第二套筒42或管结构的第二端 44面对第一套筒40或管结构的第一壁。
[0116] 在图9中，第一弹性件50布置在第一封隔器47和第一套筒40或管结构之间。因 此，该弹性件50迫使第二套筒42压靠该第一封隔器以提供二者之间的密封。
[0117] 另外，第二套筒42或管结构可包括可从内部接近的至少一个凹槽51，所述凹槽51 适于容纳用于相对于第一套筒40或管结构旋转第二套筒42或管结构的扳手工具（未示 出）。
[0118] 入流装置8, 9的调节可例如通过将具有扳手工具的井下工具插入生产套管内并 将该井下工具移动至需要被调节的入流装置来手动完成。入流装置8, 9也可通过磁源来操 作。
[0119] 图7的入流装置8具有相对于外套筒22旋转的内套筒23,且在图10中，该内套筒 23相对于外套筒22轴向滑动。内套筒23在外套筒22上的凹槽内滑动，如图11所示，其 中，该内套筒覆盖住图10中示出的四排中的三排入流口，并因此除了两个以外的所有入流 口 24均被覆盖住。第一排包括八个入流口 24,第二排包括六个入流口 24,第三排包括四个 入流口 24,且第四排包括两个入流口 24。通过在槽内沿外套筒的内表面来回滑动该套筒， 流体可流过的入流口 24的数量可按与图7中示出的入流装置8的实施例相同的方式变化。 在具有可轴向滑动的内套筒的入流装置的其它实施例中，入流装置可具有不同的排数的入 流口且在每排中的入流口的数量可以不同。因此，在图9和10中示出的实施例仅是入流装 置8的其中一种构型。
[0120] 图1示出了包括环状屏障的生产套管，每个环状屏障适于在位于生产套管与井下 井眼55的内壁54之间的环空52内膨胀。每个环状屏障包括用于作为生产套管的一部分安 装的管状部件57和围绕该管状部件的可膨胀套筒58。该可膨胀套筒的每端59, 60均通过 连接部件72紧固到该管状部件上。至少一端是与该管状部件可滑动地连接。该可膨胀套筒 环绕该管状部件并限定出介于该管状部件与该可膨胀套筒之间的环状屏障空间73。该环状 屏障进一步包括在管状部件中的开孔71用于使流体进入环状屏障空间以膨胀该套筒。该 环状屏障布置成用于将第一储集区6和第二储集区7隔开，从而使三个环状屏障提供两个 储集区。可膨胀套筒、管状部件和连接部件由金属制成。
[0121] 在其它实施例中，入流装置可例如通过电缆控制或无线控制来远程调节。
[0122] 入流装置8适于被插入并形成为生产套管3的一部分，从而形成套管完井（未示 出）。此外，入流装置8的端部适于通过传统连接机构例如通过螺纹连接与另一套管件连 接。
[0123] 在上述的多个实施例中，外口被示出为实质上为开口。但外口也可包括限流器， 节流阀或阀门如入流控制阀（未示出）。
[0124] 尽管上述实施例主要是针对内套筒相对于外套筒的可旋转运动进行的描述，但内 套筒可相对于该外套筒滑移运动。
[0125] 流体或井产流体是指存在于油井或气井井下的任何类型的流体，如天然气，石 油，油基泥浆，原油，水等。气体是指存在于井，完井，或裸井中的任何类型的气体组分， 并且油是指任何类型的油组分，例如原油，含油流体等。气体，油和水流体可因此均分别包 括除气体，油和/或水之外的其它元素或物质。
[0126] 套管是指井下使用的与油或天然气生产有关的任何类型的管，管道，管结构，衬 管，管柱等。
[0127] 在该工具不是完全浸没入套管中的情况下，井下牵引器可用来推动所述工具完全 进入井中的位置。井下牵引器是能够在井下推动或拉动工具的任何类型的驱动工具，例如 Well Tractor?.
[0128] 尽管上面已经结合本发明的优选实施例对本发明进行了描述，但在不背离如下面 的权利要求所限定的本发明的情况下可想到的若干变型对本领域技术人员来说是显而易 见的。
【权利要求】
1. 一种用于从井（2)中生产烃的生产系统（1)，包括： -生产套管（3)， -包含至少第一流体（10)的第一储集区￠)，其沿着该生产套管（3)的一部分并在该 生产套管（3)的一部分的外侧延伸， -包含至少第二流体（11)的第二储集区（7)，其沿着该生产套管（3)的另一部分并在 该生产套管（3)的另一部分的外侧延伸， -布置在该第一储集区（6)内的第一入流装置（8)，该第一入流装置具有第一入流面积 并适于使该第一流体（10)以第一体积速率（VI)进入生产套管（3)内，和 -布置在该第二储集区（7)内的第二入流装置（9)，该第二入流装置具有第二入流面积 并适于使该第二流体（11)以第二体积速率（V2)进入生产套管（3)内， 其中，所述入流装置（8, 9)的所述第一和第二入流面积是可调节的，由此所述第一和 第二入流装置（8, 9)能调节成使得所述第一体积速率（VI)等于或大于所述第二体积速率 (V2)。
2. 根据权利要求1所述的生产系统（1)，其中，所述入流装置（8, 9)包括能相对彼此 运动的第一外套筒（22)和第二内套筒（23)，该第一外套筒（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数量不同，且所述第二内套筒（23)具有内口 (25, 31，32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39)，由此所述入流装置（8, 9)的入流面积是可调节的，这 是因为所述第二内套筒（23)的所述内口（25, 31，32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39)能相对于所 述第一套筒（22)的所述外口（24, 28, 29, 30)运动并对准。
3. 根据权利要求2所述的生产系统（1)，其中，相对于所述外口（24, 28, 29, 30)，所述内 口彼此间隔开布置，由此使所述入流装置（8, 9)的入流面积是可调的，这是因为所述第二 内套筒（23)的所述内口（25, 31，32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39)能相对于所述第一套筒（22) 的所述外口（24, 28, 29, 30)运动和对准。
4. 根据权利要求2或3所述的生产系统（1)，其中，所述内套筒的所述内口以预定周向 距离彼此间隔开布置，使得每排外入流口能通过移动该内套筒来根据需要打开或关闭。
5. 根据权利要求3或4所述的生产系统（1)，其中，所述第二内套筒（23)能相对于所 述第一外套筒（22)旋转运动。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的生产系统（1)，其中，所述第二套筒包括用于与 扳手工具接合的凹槽（51)，该扳手工具用于调节该入流装置。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的生产系统（1)，还包括适于测量井（2)的生产产 物的监测单元（4)。
8. 根据权利要求7所述的生产系统（1)，其中，该监测单元（4)适于测量生产产物的含 水量，使得该入流装置（8, 9)调节成以获得在生产产量和含水量之间的最佳状况。
9. 根据权利要求7或8所述的生产系统（1)，其中，该监测单元（4)适用于在井（2)的 顶部测量压力和/或生产产物的体积速率，从而所述入流装置（8, 9)能基于在该井（2)的 顶部测得的体积速率和/或压力调节。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的生产系统（1)，其中，所述储集区（6, 7)通过环 状屏障（12)隔开。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的生产系统（1)，其中，所述第一流体（10)是油和 所述第二流体（11)是水或气体。
12. 根据前述权利要求中任一项所述的生产系统（1)，其中，所述入流装置包括第一封 隔器（47)，所述第二套筒布置在该第一套筒的凹槽（46)内，且所述第一封隔器布置在该第 一套筒和该第二套筒之间。
13. 根据权利要求12所述的生产系统（1)，其中，该封隔器围绕内周凹槽（46)延伸并 具有与该第二套筒的内径大致相等的内径。
14. 根据权利要求12或13所述的生产系统（1)，其中，该封隔器具有多个贯穿的封隔 器通道（48)，用于与所述第一套筒内的第一轴向通道（27)对准。
15. 根据权利要求12-14中任一项所述的生产系统（1)，其中，该封隔器由陶瓷制成。
16. 根据前述权利要求中任一项所述的生产系统（1)，其中，所述生产套管包括环状屏 障，每个环状屏障适于在位于生产套管与井下井眼（55)的内壁（54)之间的环空（52)内膨 胀，且每个环状屏障包括： -用于作为该生产套管的一部分安装的管状部件（57), -围绕该管状部件的可膨胀套筒（58)，该可膨胀套筒的每端（59, 60)均通过连接部件 (72)紧固到该管状部件上， -位于该管状部件与该可膨胀套筒之间的环状屏障空间（73)，和 -位于该管状部件中的开孔（71)，用于使流体进入所述环状屏障空间以膨胀该套筒， 其中，所述环状屏障布置成将所述第一储集区（6)与所述第二储集区（7)隔开。
17. 根据权利要求17所述的生产系统（1)，其中，所述可膨胀套筒由金属制成。
18. -种包括井口（5)和根据权利要求1-15中任一项所述的生产系统（1)的完井。
19. 根据权利要求18所述的完井，还包括布置在该井口（5)中用于调节所述入流装置 的控制单元。
20. -种用于从井（2)中生产烃的生产方法，包括以下步骤： -确定包含至少第一流体（10)的第一储集区（6); -确定包含至少第二流体（11)的第二储集区（7); -打开位于所述第一区（6)的第一入流装置（8)以使所述至少第一流体（10)以第一体 积速率（VI)进入生产套管（3); -打开位于所述第二区（7)的第二入流装置（9)以使所述至少第二流体（11)以第二体 积速率（V2)进入生产套管（3); -监测所述井（2)的生产产物，以及 -基于所述生产产物调节所述第一和第二入流装置（8, 9)，使得所述第一体积速率 (VI)等于或大于所述第二体积速率（V2)，或者使得所述第二体积速率大于所述第一体积 速率。
21. 根据权利要求20所述的方法，其中，所述监测步骤包括以下步骤中的一个或多个： -在井的顶部测量压力； -在井的顶部测量生产产物的体积速率；和/或 -在井的顶部测量生产产物的含水量。
22. 根据权利要求20或21所述的方法，其中，所述调节所述第一和第二入流装置的 步骤还包括基于在井的顶部测得的压力、体积速率和/或含水量对至少一个所述入流装置 (8, 9)进行调节。
23.根据权利要求20或21所述的方法，其中，所述调节所述第一和第二入流装置的步 骤例如通过与井下牵引器连接的扳手工具手动执行。
【文档编号】E21B34/14GK104254664SQ201280060532
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2011年12月23日
【发明者】J·哈伦德巴克 申请人:韦尔泰克有限公司