CN111206903A - 与地下井一起使用的流体辨别 - Google Patents

Abstract

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。

Description

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发明专利申请(申请日为2011年11月7日、申请号为201180074699.0，发明名称为“与地下井一起使用的流体辨别”)的分案申请。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

在本发明中，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是能够体现本发明的原理的系统以及相关联的方法的局部剖视示意图；

图2是能够体现本发明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是能够体现本发明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，该系统能够体现本发明的原理。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发明的原理的众多系统的一个示例来描述。应清晰地理解，本发明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，不必为了符合本发明的原理而使井眼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，均符合本发明的原理。

因此，应清晰地理解，本发明描述了如何构造和使用某些示例，但是本发明的原理不限于那些示例的任何细节。反而，使用从本发明获得的知识，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，从而仅产出某些流体类型，仅注入某些流体类型等)。因此，应理解的是，流体辨别器可用于任何目的，并且不必用于变化地限制流动，这与本发明的范围一致。

现在另外参照图2，图2示意性地示出了其中一个流体辨别系统25和其中一个井筛24的一部分的放大比例的剖视图。在本示例中，流体组合物36(其可包括一种或多种流体类型，如油和水、液态水和蒸汽、油和气、气和水、油、水和气等)流入井筛24，从而被过滤，然后流入流体辨别系统25的入口38。

流体组合物可包括一种或多种不期望的或期望的流体。蒸汽和液态水均能够被组合在流体组合物中。作为另一示例，油、水和/或气能够被组合在流体组合物中。

流体组合物36通过流体辨别系统25的流动基于流体组合物的一个或多个特性(诸如流动方向、粘度、速度、密度等)来限制。之后，流体组合物36从流体辨别系统25经由出口40被排放到管状柱22的内部。

在其他示例中，井筛24可不与流体辨别系统25结合使用(例如，在注入操作中)，流体组合物36可沿反方向流经井系统10的各种元件(例如，在注入操作中)，单个流体辨别系统可与多个井筛结合使用，多个流体辨别系统可与一个或多个井筛一起使用，流体组合物可从井的除环空或管状柱之外的区域接收，或排放到这些区域中，流体组合物可在流经井筛之前流经流体辨别系统，任何其他部件可在井筛和/或流体辨别系统的上游或下游相互连接等。因此，将理解的是，本发明的原理不限于图2中描绘的和本文描述的示例的所有细节。

虽然图2中描绘的井筛24的类型是本领域技术人员所公知的绕丝筛管，但是任何其他类型的井筛(如烧结的、膨胀的、预填充的、丝网等)或井筛的组合可在其他示例中使用。如果需要的话，额外的部件(如护罩、分流管、线路、仪器、传感器、流入控制装置等)也可使用。

在图2中描绘的流体辨别系统25为简化形式，但是在优选的示例中，该系统可包括用于执行各种功能的多个通道和装置，这些通道和装置的一些示例在以下被更完整地描述。另外，系统25优选地至少部分绕管状柱22周向延伸，或者系统可在作为管状柱的部件的相互连接的管状结构的壁中形成。

在其他示例中，系统25可能不绕管状柱周向延伸，或者不是在管状结构的壁中形成。例如，系统25可形成为平坦结构等。系统25可处于附接到管状柱22的单独的壳体中，或者其可导向为使得出口40的轴线平行于管状柱的轴线。系统25可处于测井管柱上，或者附接到非管状形状的装置。可使用任何导向或构造的系统25，符合本发明的原理。

现在另外参照图3，图3示意性地示出了沿图2的线3-3截取的流体辨别系统25的剖视图。图3中描绘的流体辨别系统25的示例可在图1和图2的井系统10中使用，或者可在其他井系统中使用，符合本发明的原理。

在图3中，可看到流体组合物36从入口38经由入口流路44、流体辨别器42、出口流路46、48以及流室50而流动到出口40。出口流路46、48在入口52、54处与室50相交。

出口流路46沿相对于室和出口40大体径向的方向与室50相交。然而，出口流路48与室50大体切向地相交。因此，从入口52进入室50的流动是大体径向的，而从入口54进入室的流动是大体切向的。来自入口54的切向流动被室50的外壁引导为旋转流动。

将理解的是，与从入口52到出口40的相对直接的径向流相比，从入口54到出口40的间接旋转流动消耗更多的能量。因此，与通过室50的流体组合物36的径向流动相比，系统25更多地限制旋转(包括，例如漩涡、螺旋等)流动。

在本示例中，流体辨别器42辨别流体组合物36中的各种流体类型，或者在辨别流体组合物中的期望的流体与不期望的流体之比，使得具有一种流体类型、流体类型的等级、期望的流体与不期望的流体的比率等的流体组合物36a被引导流经出口流路46而流动到室入口52，而具有不同的流体类型、不同的流体类型的等级、不同的期望的流体与不期望的流体的比率等的其他流体组合物36b被引导流经另一出口流路48流动到室入口54。因此，对流经系统25的流体组合物36的流阻能够基于流体组合物中的流体类型或期望的流体与不期望的流体的比率而变化。

例如，当期望的流体与不期望的流体的比率增大时，或者当流体组合物中存在某种期望的流体类型或流体类型的比例时，流体辨别器42能够使更多的流体组合物36流经出口流路46(从而减小对这样的流动的阻力)，并且当期望的流体与不期望的流体的比率减小时，或者当流体组合物中没有某种期望的流体类型或流体类型的比例时，流体辨别器能够使更多的流体组合物流经出口流路48(从而增大对这样的流动的阻力)。

现在另外参照图4-图6，图4-图6示意性地示出流体辨别器42的一个示例。流体辨别器42可在以上描述的流体辨别系统25和井系统10中使用，或者流体辨别器可与本发明的范围一致的其他系统一起使用。

图4-图6的构造包括结构58，结构58响应流经入口流路44a、44b的流体组合物36的比例(也就是，流经一个入口流路的流体组合物与流经另一入口流路的流体组合物的比率)的改变而位移。

例如，在图5中，大部分的流体组合物36b经由流路44b流动，并且该流动撞击结构58导致该结构位移到使流动被引导至出口流路48的位置。应注意的是，在图5中，结构58和在该结构与连接件60之间延伸的杆62基本阻挡流体组合物36b流动到出口流路46。

在图6中，大部分的流体组合物36a经由流路44a流动，并且结构58响应地位移到使该流动被引导至出口流路46的位置。结构58和杆62基本上阻挡流体组合物36a流动到出口流路48。

在其他的示例中，结构58或杆62可能不阻挡流体组合物36的流动(例如，另一构件或结构可用于阻挡这样的流动)，并且该结构可向图5和/或图6的位置偏置(例如，利用弹簧、压缩气体、其他偏置装置等)，从而改变必须流经特定流路44a、44b的流体组合物36的比例，以便使该结构位移。优选地，流体组合物36并不必须专门地仅流经流路44a、44b之一从而使结构58位移到具体位置，但是如果需要的话，可以实施这样的设计。

结构58经由连接件60安装。优选地，连接件60用来固定结构58，并且还用来抵抗从流路44a、44b到出口流路46、48对结构施加的压差。当流体组合物36流经系统25时，压差存在，并且连接件60能够抵抗施加到结构58的合力，同时仍然允许该结构响应于经由流路44a、44b的流动的比例的改变而自由地位移。

在图5和图6的示例中，连接件60被描绘为枢转的或旋转的连接件。然而，在其他示例中，连接件60可以是刚性的、滑动的、平移的或者其他类型的连接件，从而允许结构58沿周向、轴向、纵向、侧向、径向等任意方向位移。

在一个示例中，连接件60可以是刚性连接件，杆62在连接件与结构58之间柔性延伸。杆62可弯曲以代替连接件60的旋转，从而允许结构58位移，并且提供朝向图5的位置、朝向图6的位置或者朝向任何其他位置(例如，图5的位置与图6的位置之间的位置等)偏置的力。

图4-图6的构造利用具有多个控制通道68、70的流体开关66。当流动72通过控制通道68流向流体开关时，和/或当控制通道70中的流动74离开流体开关时，流体开关66引导流体组合物36流向流路44a。当流动72通过控制通道68离开流体开关时，和/或当控制通道70中的流动74流向流体开关时，流体开关66引导流体组合物36流向流路44b。

因此，由于流经流路44a、44b的流体组合物36的比例能够响应通过控制通道68、70的流动72、74而被流体开关66改变，所以之后能够通过改变通过控制通道的流动来改变对通过系统25的流体组合物36的流阻。为了该目的，控制通道68、70可连接到许多用于影响流动72、74通过控制通道的装置中的任何一个。

通过控制通道68、70的流动72、74可响应流体组合物36的一个或多个属性(如密度、粘度、速度等)的改变而自动地改变，流动可本地控制(例如，响应于传感器的测量等)，或者流动可远程控制(例如，从地表、另一远程位置等)。可使用用于控制流动72、74通过控制通道68、70的任何技术，与本发明的范围一致。

优选地，当流体组合物36中期望的流体与不期望的流体的比率大或者具有一定比例的期望的流体类型时，流动72流向流体开关66，和/或流动74离开流体开关，使得更多的流体组合物将被流体开关引导流向流路44a，从而减小通过系统25的流阻。相反地，当流体组合物36中期望的流体与不期望的流体的比率小或者小于期望的流体类型的临界水平时，流动72优选地离开流体开关66，和/或流动74优选地流向流体开关，使得更多的流体组合物将被流体开关引导流向流路44b，从而增大通过系统25的流阻。

在其他示例中，出口流路46、48可连接到用于流体组合物36中的不同的流体类型的单独的处理设施，或者出口流路可连接到不同的产出或注入设备等。因此，应理解的是，系统25不需要变化地限制来自流体辨别器42的流体组合物36的流动以与本发明的范围一致。

现在另外参照图7和图8，图7和图8示意性地示出流体辨别器42的另一构造。在该构造中，结构58绕连接件60旋转，从而将流动更多地引导到出口流路46(图7)或者更多地引导到出口流路48(图8)。

如与图4-图6构造一样，图7和图8的构造具有暴露于流路44a、44b中的流动的结构58。取决于这些流动的比例，结构58能够位移到图7和图8的位置中的任何一个(或者位移到这些位置之间的任何位置)。图4-图8的构造中的结构58能够向任何位置偏置，或者可释放地保持在任何位置，以便调整通过流路44a、44b的需要比例的流动，而将该结构位移到另一位置。

现在另外参照图9和图10，图9和图10示意性地示出了流体辨别器42的另一构造。在该构造中，结构58位于连接到流路46、48的室64中。

在图9和图10的示例中，流体组合物36中的大部分流经流路44a导致结构58绕连接件60旋转到流动被引导到出口流路46的位置。然而，如果大部分的流动流经流路44b而流到室64(如图9中描绘的)，则结构58将旋转到流动被引导到出口流路48的位置。

该示例中的结构58响应于室64中的流体组合物36的旋转流动而绕连接件60旋转。该旋转流动的方向决定结构58的旋转方向，并且因此决定更多的流体组合物36将经由流路46还是流路48离开室64。

现在另外参照图11和图12，图11和图12示意性地示出了流体开关66的其他构造。这些构造中的流体开关66具有阻挡装置76，阻挡装置76绕连接件78旋转，以当流体开关将流动引导到入口流路44a、44b之一时，越来越多地阻挡流经另一入口流路。这些流体开关66的构造可在任何流体辨别器42的构造中使用。

在图11的示例中，控制通道流动72、74的任何一个或两者影响流体组合物36朝向流路44a流动。由于朝向流路44a的该流动撞击阻挡装置76，所以阻挡装置旋转到另一流路44b被完全地或部分地阻挡的位置，从而影响甚至更大比例的流体组合物会经由流路44a流动，而不经由流路44b流动。然而，如果控制通道流动72、74中的任一个或两者影响流体组合物36朝向流路44b流动，则该流动撞击阻挡装置76而将阻挡装置旋转到另一流路44a被完全地或部分地阻挡的位置，从而影响甚至更大比例的流体组合物会经由流路44b流动，而不经由流路44a流动。

在图12的示例中，控制通道流动72、74中的任一个或两者影响阻挡装置76，而越来越多地阻挡流路44a、44b之一。因此，增大比例的流体组合物36将流经流路44a、44b中被装置76较少阻挡的流路。当流动72、74中的任一个或两者影响阻挡装置76，而越来越多地阻挡流路44a时，阻挡装置旋转到另一流路44b未被阻挡的位置，从而影响更大比例的流体组合物会经由流路44b而非经由流路44a流动。然而，如果控制通道流动72、74中的任一个或两者影响阻挡装置76朝向流路44b旋转，另一流路44a将不被阻挡，并且更大比例的流体组合物36将经由流路44a而非经由流路44b流动。

通过增大流经流路44a或44b的流体组合物36的比例，使流体辨别器42的运行更有效。例如，当流体组合物36中期望的流体与不期望的流体的比率小而不可接受时，能够容易增大通过系统25的流阻，并且当流体组合物中期望的流体与不期望的流体的比率相对较大时，能够容易减小通过系统的流阻。

在其他示例中，通过增大流经流路44a或流路44b的任何一个的流体组合物36的比例，能够更有效地进行流体类型的分离。分离的流体类型可流动到单独的处理设施，一种流体类型可产出，另一流体类型可被注入到地层20或其他地层等。

现在另外参照图13和图14，图13和图14示意性地示出了流体辨别器42的另一构造。该构造在一些方面相似于图9和图10的构造，且相似之处在于，结构58在室64中旋转从而改变出口流路46、48。结构58的旋转方向取决于更大比例的流体组合物36是流经流路44a还是流路44b。

在图13和图14的示例中，结构58包括叶片80，流体组合物36撞击叶片80。因此，室64中的旋转流动撞击叶片80，并且偏置结构58以在该室中旋转。

当结构58处于图13和图14中描绘的位置时，开口82与开口84对齐，该结构基本上阻挡从室64到出口流路48的流动，而该结构基本上未阻挡从室64到出口流路46的流动。然而，如果结构58旋转到开口82、86对齐的位置，那么该结构将基本上不阻挡从室64到出口流路48的流动，而该结构将基本上阻挡从室64到出口流路46的流动。

现在另外参照图15和图16，图15和图16示意性地示出流体辨别系统25的另一构造。在该构造中，流体辨别器42在室50的下游，因此，流体辨别器接收流经出口40的流体组合物36。取决于流体组合物是直接地流经出口40还是旋转地流经出口40，流体组合物36更多地流向出口流路46或48。

在本示例中，室50仅具有入口52，流体组合物36通过入口52流入该室。然而，在其他示例中，可使用多个入口(如图3的多个入口52、54)。

如图15中所描绘的，流体组合物36a(例如，其可具有相对较低的速度、相对较低的密度、相对较高的粘度、相对较大的期望的流体与不期望的流体的比率和/或一定比例的期望的流体类型等)可从入口52直接径向地流向出口40，因此这样的流动仅具有最小的旋转方向的流动或者没有旋转方向的流动。然而，流体组合物36b(例如，其可具有相对较高的速度、相对较高的密度、相对较低的粘度、相对较小的期望的流体与不期望的流体的比率和/或小于一定比例的期望的流体类型等)从入口52绕室50和出口40旋转地流动。

如图16中描绘的，流体组合物36a的流动沿径向进入出口40，并且直接流入到出口流动通道46中，出口流动通道46的入口86相对于出口40居中地设置并设置在另一室88中。然而，流体组合物36b旋转地流经出口40。在流体组合物经由出口40进入室88时，流体组合物36b的旋转动量使其向外朝向室88的外壁流动。出口流路48接收沿着室88的壁流动的流体组合物36b，而出口流路46接收从出口40流动到居中地定位的入口86的流体组合物36a。

应注意的是，虽然在以上描述的某些示例中，两个流体组合物36a、36b可被描绘在相同的附图中，但是这并不必然要求流体组合物36a、36b同时流经系统25。反而，流体组合物36有时可具有流体组合物36a的多种属性、特性等(例如，具有相对较低的速度、相对较低的密度、相对较高的粘度、相对较大的期望的流体与不期望的流体的比率和/或一定比例的期望的流体类型等)，并且流体组合物36在其他时候可具有流体组合物36b的多种属性、特性等(例如，具有相对较高的速度、相对较高的密度、相对较低的粘度、相对较小的期望的流体与不期望的流体的比率和/或小于一定比例的期望的流体类型等)。流体组合物36a、36b仅被绘示为流体组合物36的两个示例，用于说明流体组合物如何能够基于流体组合物的不同的属性、特性等，有区别地流经系统25。

虽然在以上描述的某些示例中，结构58通过枢转或旋转来位移，但是将理解的是，该结构可被合适地设计为沿任何方向位移，从而改变通过系统25的流动方向。在各种示例中，结构58可沿周向、轴向、纵向、侧向和/或径向位移。

虽然在以上描述的示例中仅使用两个出口流路46、48以及两个入口流路44a、44b，但是应理解的是，流体辨别器42可被构造成利用任何数量的出口或入口流路。

现在可充分地理解，本发明提供了结合井操作来辨别多种流体的技术领域的显著的进步。在以上描述的多个示例中，取决于流体组合物中的流体的不同的属性、特性等，流体组合物36可被引导而流动到不同的出口流路46、48。

在一个示例中，以上描述了与地下井一起使用的流体辨别系统25。系统25可包括流体辨别器42，流体辨别器42选择流体组合物36流经多个出口流路46、48中的哪一个，该选择是基于流体组合物36流经流体辨别器42的至少一个方向，并且该方向取决于流体组合物36中的至少一种流体类型。

流体辨别器42可响应于增大流体组合物36中的期望的流体与不期望的流体的比率，而选择第一出口流路46，并且流体辨别器42可响应于减小期望的流体与不期望的流体的比率，而选择第二出口流路48。

流体辨别器42可响应于流动方向更多为径向，而选择第一出口流路46，并且流体辨别器42可响应于流动方向更多为旋转方向，而选择第二出口流路48。

至少一个方向可包括相反的方向。

至少一个方向可包括第一方向和第二方向。流体辨别器42可响应于流体组合物36的流动更多地沿第一方向，而选择第一出口流路46，并且流体辨别器42可响应于流体组合物36的流动更多地沿第二方向，而选择第二出口流路48。

流体组合物36沿第一方向流动可撞击结构58，由此结构58位移，从而选择第一出口流路46。流体组合物36沿第二方向流动可撞击结构58，由此结构58位移，从而选择第二出口流路48。结构58可响应于流体组合物36对结构58的撞击而旋转。

流体开关66可选择流体组合物36沿第一方向和第二方向中的哪个方向流动。流体开关66可响应于增大期望的流体与不期望的流体的比率，而引导流体组合物36更多地沿第一方向流动，并且流体开关66可响应于减小期望的流体与不期望的流体的比率，而引导流体组合物36更多地沿第二方向流动。

第一方向可以是径向。第二方向可以是旋转方向。

以上还描述了与地下井一起使用的流体辨别器。在一个示例中，流体辨别器42可包括响应流体组合物36的流动而位移的结构58，由此大部分的流体组合物36的出口流路46、48响应流体组合物36中的多种流体的比率的改变而改变。

结构58可暴露于流体组合物36沿至少第一和第二方向的流动中。出口流路46、48可响应流体组合物36沿第一方向和第二方向流动的比例的改变而改变。

结构58可被流体组合物36更多地沿第一方向的流动而更多地沿第一方向偏置，而结构58可被流体组合物36更多地沿第二方向的流动而更多地沿第二方向偏置。

第一方向可与第二方向相反。所述第一方向和第二方向可包括周向、轴向、纵向、侧向和/或径向中的至少一个。

流体辨别器42还可包括流体开关66，流体开关66将流体组合物36的流动引导到至少第一入口流路44a和第二入口流路44b。

结构58可被流体组合物36更多地流经第一入口流路44a而更多地沿第一方向偏置，并且结构58可被流体组合物36更多地流经第二入口流路44b而更多地沿第二方向偏置。

响应于流经第一入口流路44a和第二入口流路44b的流体组合物36的比例的改变，结构58可以枢转或旋转，并且因此改变出口流路46、48。响应于期望的流体与不期望的流体的比率的改变，结构58可旋转，并且因此改变出口流路46、48。

流体开关66可包括阻挡装置76，阻挡装置76至少部分地阻挡流体组合物36通过第一入口流路44a和第二入口流路44b中的至少一个的流动。阻挡装置76可响应于流体组合物36朝向第一入口流路44a和第二入口流路44b之一流动，而越来越多地阻挡第一入口流路44a和第二入口流路44b中的另一个。流体开关66可响应于阻挡装置76越来越多地阻挡第一入口流路44a和第二入口流路44b之一，而引导流体组合物36向第一入口流路44a和第二入口流路44b中的另一个流动。

以上还描述了一种辨别在地下井中流动的多种流体的方法。在一个示例中，该方法可包括提供流体辨别器42，流体辨别器42选择流体组合物36在井中流经多个出口流路46、48中的哪一个，该选择基于流体组合物36流经流体辨别器42的至少一个方向，并且该方向取决于流体组合物36中的多种流体的比率。

流体辨别器42可响应增大流体的比率，而选择第一出口流路46，并且流体辨别器42可响应减小流体的比率，而选择第二出口流路48。

流体辨别器42可响应更多流动方向为径向而选择第一出口流路46，并且流体辨别器42可响应更多流动方向为旋转方向而选择第二出口流路48。

至少一个方向可包括第一方向和第二方向。流体辨别器42可响应流体组合物36更多地沿第一方向流动而选择第一出口流路46，并且流体辨别器42可响应流体组合物36更多地沿第二方向流动而选择第二出口流路48。

流体组合物36沿第一方向的流动可撞击结构58，由此结构58位移，从而选择第一出口流路46。流体组合物36沿第二方向的流动可撞击结构58，由此结构58位移，从而选择第二出口流路48。结构58可响应流体组合物36对结构58的撞击而旋转。

流体开关66可选择流体组合物36沿第一方向和第二方向中的哪个方向流动。流体开关66可响应多种流体的比率的增大而引导流体组合物36更多地沿第一方向流动，并且流体开关66可响应多种流体的比率的减小而引导流体组合物36更多地沿第二方向流动。

虽然以上已经描述了各种示例，每个示例具有某些特征，但是应理解的是，一个示例的具体特征未必专门地与该示例一起使用。反而，除那些示例的任何另外的特征之外，或者作为那些示例的任何其他特征的替代，以上描述的和/或附图中描绘的任何特征能够与任何示例组合。一个示例的特征对于另一示例的特征不是相互唯一的。反而，本发明的范围涵盖任何这些特征的任何结合。

虽然以上描述的每个示例包括一定特征的组合，但是应理解，不需要使用示例的所有的特征。反而，可使用以上描述的任何特征，还不使用一个或多个任何其他的特征。

应理解的是，本文描述的多个实施例可用于各种导向，诸如倾斜的、颠倒的、水平的、竖直的等，并用于各种构造，而不背离本发明的原理。实施例仅作为本发明的原理的有效应用的示例来描述，本发明不限于这些实施例的任何具体的细节。

在以上示意性示例的描述中，方向术语(诸如“以上”、“以下”、“上”、“下”等)为了方便参照附图而使用。然而，应清晰地理解，本发明的范围不限于本文描述的任何具体方向。

术语“包括”、“包含”等相似的术语在本说明书中并非用于限制的意义。例如，如果系统、方法、装置、设备等被描述为“包括”一定特征或元件，则系统、方法、装置、设备等可包括该特征或元件，并且还可包括其他的特征或元件(与指定的特征或元件相同或不同)。相似地，术语“包括”被认为是“包括但不限于”。

当然，当仔细地考虑以上本发明的示意性实施例的描述时，本领域技术人员将容易理解可对具体的实施例进行许多更改、添加、替代、删除以及其他变化，并且这样的变化符合本发明的原理的预期。因此，前述的详细描述被清晰地理解为仅作为说明和示例给出，本发明的精神和范围仅由所附权利要求书以及它们的等价物限定。

Claims (16)

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.根据权利要求6所述的流体辨别器，其中所述第一方向和第二方向包括包括周向、轴向、纵向、侧向和径向的组中的至少一个。

9.根据权利要求8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流经所述第一入口流路而更多地沿第一方向偏置，以及其中所述结构被所述流体组合物更多地流经所述第二入口流路而更多地沿第二方向偏置。

10.根据权利要求8所述的流体辨别器，其中响应于所述流体组合物流经所述第一入口流路和第二入口流路的比例，所述结构枢转，并且因此改变所述出口流路。

11.根据权利要求8所述的流体辨别器，其中响应于所述流体组合物流经所述第一入口流路和第二入口流路的比例，所述结构旋转，并且因此改变所述出口流路。

12.根据权利要求8所述的流体辨别器，其中响应于期望的流体与不期望的流体的比率的改变，所述结构旋转，并且因此改变所述出口流路。

13.根据权利要求8所述的流体辨别器，其中所述流体开关响应于所述阻挡装置越来越多地阻挡所述第一入口流路和第二入口流路中的一个，引导所述流体组合物流向所述第一入口流路和第二入口流路中的另一个。

14.一种辨别在地下井中流动的流体的方法，该方法包括：

提供流体辨别器，所述流体辨别器选择流体组合物在所述井中流经多个出口流路中的哪一个，所述选择是基于所述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多种流体的比率，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所述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所述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。

15.根据权利要求14所述的方法，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。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述结构响应所述流体组合物撞击所述结构而旋转。

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