专利名称：可膨胀的流动控制装置的制作方法
技术领域：
本发明的技术领域是流动平衡装置，用于控制从储层到生产油管 的流入，以便从生产储层的不同部分更加均勻地开釆。
技术背景环空流动，尤其会在储层中的长的水平层中导致不受欢迎的流入 生产油管的非均匀流动，并且助长了出砂以及随之而产生的腐蚀，这 不利地影响了井下设备，例如筛管。为了防止这种由筛管段外部周围 的环流导致的非均匀流入的趋势，在过去已经尝试的是向各个筛管段 增加流动控制机构，以使过去常常是更靠近筛管组件的上端(井上方 向)或尾端的大部分流动改道，通常流动更靠近上端或尾端是因为上 端或尾端代表了阻力最小的通道。本质上，该问题的解决方案涉及对 筛管段的重新配置，以便在每个筛管段的流动可以穿过筛管材料，然 后进入筛管与在篩管段没有穿孔的基管之间限定的环形空间。在穿过 那个区域后，在到达基管的孔之前流动将通过曲折的通道。筛管的每 段可具有这种内在的阻力形式，以便筛管的组件总的来说将在生产层带的整个长度上平衡来自储层的流动。为了阐述这种方案，参考Baker Hughes Incorporated of Houston, Texas销售的Equalizer 篩管,这 种方案详细地描述在Jody Augustine的题为"An Investigation of the Economic Benefit of Inflow Control Devices on Horizontal Well Completions Using a Reservoir画Wellbore Coupled Model"("利用油藏 -井筒耦合模型对水平井完井的流入控制装置的经济效益研究，，)的 SPE论文78293中。美国专利3,450,207; 5,435,393和6,112,815也与 这个概念有关。在使用这些装置时，通常对环形空间进行砾石充填， 以控制环空流动性质并限制不受欢迎的出砂。最近，已经确立了井下胀管的概念，并且膨胀篩管以减小周围环空的尺寸，同时着眼于消除砾石充填的需要。尤其在长的水平层，对 砾石分布存在担心，并且理想的是筛管膨胀作为消除那些担心的方式， 这是通过减小在具有割缝衬管的棵眼井中筛管周围的环形空间尺寸而 实现的。但是，尽管结合了膨胀技术，仍然存在与从储层通过篩管进入生 产油管的环空流动和非均匀流动相关的问题。已知流动平衡装置的独特构造并没有形成可顺从膨胀的组件。因此，本发明针对的是这样一 种组件，它可以顺从膨胀，同时还提供把来自储层的流动均匀地分配 入生产管柱的能力。通过下面对优选实施例的详细描述、附图和权利 要求，本领域技术人员将更容易理解本发明的这些和其它特征。 发明内容本发明涉及仅仅在每个篩管段之下的特定段穿孔的基管的使用。 入流穿过可选择的外罩，然后穿过筛管材料，进入筛管材料和未穿孔 基管之间的环形空间。在那个环形空间纵向穿行之后，流动必须穿过 限流装置，其优选地包括在未射孔基管的外部限定的通道内的多孔介 质。在通过特定筛管段中的多孔介质之后，流动可以通过基管的开口。 围绕环优选地在下入和膨胀过程中保护多孔介质，并也可选择地产生 附加的流动阻力，以与多孔介质协同工作。还构思了其它的代替多孔 介质的流动限制技术。
附图l是本发明优选实施例的截面示意图； 附图2是采用本发明的筛管段的截面图； 附图3是篩管应用的一个可供选择的实施例； 附图4是利用包含本发明的膨胀筛管组件的水平完井的截面图。
具体实施方式
参见附图l和2，本发明的优选实施例包括成多段形式的基管10，附图2所示为单个段。一个或多个开口 12优选地位于基管10的上(井 上方向)端部14。外部结构16覆盖开口 12,以建立用于流动的入口 18，该流动已进入附图2所示位于筛管22下面的环空20中。在一个实施例中，通过金属或非金属的多孔介质24,例如织物、棒或珠子， 它们被填充成层或烧结以建立流动限制，从而提供了流入开口 12的阻 力。虽然介质24可以过滤已经通过筛管22的颗粒，但其实质是流动 阻力，以允许平衡来自附图4所示的生产层带26的流动，其中堆叠的 筛管段28在近水平层带中延伸。附图2中的箭头30表示从基管10内部的通道32内膨胀。可以利 用任何已知的技术进行膨胀，例如固定的或可调节的胀管器、芯子的 两个密封件之间的膨胀式施加压力或带有固定或可调节滚子的滚子胀 开器。在优选的实施例中，在膨胀过程中使得外部表面非常接近棵眼 井。即使在膨胀过程中外部表面34接触到井壁或周围的管子，多孔介 质在膨胀基管10时对压溃也具有一些阻力。在每个筛管段中对流动的 阻力不需要相同。与越向井下的篩管段28相比，越向井上方向的筛管 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筛管段28那里对进入和流到地面有更大的阻 力。如附图l所示，本发明可以没有任何筛管而使用。它可以只是一 系列入口 12，每个这样的开口 12联合有流动限制装置24，包括外部 结构16以助于保持限制装置24和/或增加带有入口 18的环空通道， 其中，取决于期望的流量和入口 18的横截面积，入口 18本身可以用 作流动限制装置。可替代地，仅仅一些开口可使用流动限制装置24和 外部结构16。通过调节开口 12的尺寸，使较小尺寸的在向井上方向， 而较大尺寸的在向井下方向，就可实现进一步的流动平衡。流动限制 装置24可用作用于通过篩管22的微粒的过滤器，尽管流动限制装置 24主要的功能是提供压降以平衡筛管段之间的流动。附图3表示了筛管段的替代实施例，其显示了具有穿孔区域38和 40的外套36，穿孔区域38和40分别通向筛管42和44。基管46在 筛管42和44下没有穿孔，以便流动在环形空间48内纵向移动，直到 从相对方向到达开口50。外套36是可选择的。外部结构16可以采取多种形式。其目的之一是产生通向开口 12的流道。另一个用途是在下入或膨胀过程中容纳或保护多孔介质24。 有利地，多孔介质24应该在膨胀过程中耐压溃。本发明可以用于平衡产自层带的油气或水的流动，不论该层带是 竖直、水平或介于二者之间。通过确保更加均匀的生产和进一步通过 采用顺从膨胀的结构，本发明进一步减少了环空窜流，并可在一些情 况中消除砾石充填的需要，同时提供了更好的对层带开采的方式，以 便从中开采最多的油气。能够实现的均匀流动还将减少腐蚀并减少从 层带中产出的其它固体或液体，这些固体或液体会取代来自层带的期 望流体。上面的描述是优选实施例的阐述，本领域技术人员可以进行许多 改变而不偏离本发明，本发明范围是由下面权利要求的字面范围和等 同范围确定的。
权利要求
1、一种控制从储层流入生产管的流动的方法，包括定位具有至少一个与生产储层相邻的开口的管子；把流动调节装置与至少一个所述开口联合在一起；在与所述开口相邻的区域膨胀所述管子。
2、 如权利要求l所述的方法，包括 在至少一个所述开口上提供外部结构。
3、 如权利要求l所述的方法，包括沿着所述管子的外部并向着至少一个所述开口引导流动通过提供 流动阻力的通道。
4、 如权利要求l所述的方法，包括把多孔介质用作所述流动调节装置，以限制流动从所述管子外部 通过至少一个所述开口 。
5、 如权利要求l所述的方法，包括提供筛管，以限定筛管与管子外部之间的至少 一个环空流道； 把所述流动调节装置放入所述筛管和至少一个所述开口之间的所 述流道内。
6、 如权利要求l所述的方法，包括 采用外部结构，以限定通向至少一个所述开口的流道。
7、 如权利要求l所述的方法，包括从所述管子外部的相对方向向至少一个所述开口引导流动。
8、 如权利要求2所述的方法，包括 由跨越所述开口的连续的L形环形成所述结构。
9、 如权利要求8所述的方法，包括在所述环和所述管子之间放置所述流动调节装置。
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质以用作所述流动调节装置。
11、 如权利要求10所述的方法，包括利用所述流动调节装置来过滤从中通过的流体。
12、 如权利要求7所述的方法，包括在所述流动被引导到所述流动调节装置之前引导流动通过分立的 筛管。
13、 如权利要求12所述的方法，包括 采用金属或非金属多孔织物作为所述流动调节装置。
14、 如权利要求13所述的方法，包括 在所述筛管上提供外部保护套。
15、 如权利要求9所述的方法，包括利用用作所述流动调节装置的多孔介质来从所述管子支撑所述环。
16、 如权利要求9所述的方法，包括提供筛管，以限定在筛管与管子外部之间的至少一个环空流道； 在所述筛管和至少 一 个所述开口之间的所述流道内放置所述流动调节装置。
17、 如权利要求IO所述的方法，包括提供筛管，以限定在筛管与管子外部之间的至少一个环空流道； 在所述筛管和至少一个所述开口之间的所述流道内放置所述流动调节装置。
18、 如权利要求16所述的方法，包括提供多个筛管，每一个筛管都具有所述调节装置，以提供不同的 流动阻力，以使向所述筛管的流动平衡。
19、 如权利要求17所述的方法，包括提供多个筛管，每一个筛管都具有所述调节装置，以提供不同的 流动阻力，以使向所述筛管的流动平衡。
全文摘要
本发明涉及仅仅在每个筛管段之下的特定段穿孔的基管的使用。入流穿过可选择的外罩，然后穿过筛管材料，进入筛管材料和未穿孔基管之间的环形空间。在那个环形空间纵向穿行之后，流动必须穿过限流装置，该限流装置优选地包括在也是未穿孔的基管外部限定的通道内的多孔介质。在通过特定筛管段的多孔介质之后，流动可以通过基管的开口。围绕环优选地在下入和膨胀过程中保护多孔介质，并也可选择地产生附加的流动阻力以与多孔介质协同工作。也设想了其它的代替多孔介质的流动限制技术。
文档编号E21B43/08GK101238271SQ200680023275
公开日2008年8月6日 申请日期2006年6月1日 优先权日2005年6月1日
发明者J·T·布鲁姆, K·亨里克森 申请人:贝克休斯公司