CN112262248A - 控制水流入井眼 - Google Patents

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Abstract

一种示例性系统包括用于插入到井眼中的套管，该套管包括一个或多个流入控制装置(ICD)。ICD可沿着套管柱布置以控制水流入井眼。该系统可以包括一个或多个控制器，每个控制器可以与一个ICD相关联。控制器可以被配置为接收射频识别(RFID)并且确定相关联的ICD是否是RFID的目标。目标ICD可以是与含水区相关联的ICD。如果ICD是RFID的目标，则将控制器配置为控制ICD打开或关闭，从而控制水的流入。如果ICD不是RFID的目标，则将控制器配置为重复RFID。

Description

控制水流入井眼
技术领域
本说明书主要涉及用于控制水流入井眼的系统，所述水的流入可能发生在含水区中。
背景技术
流入控制装置(ICD)包括控制从地层产生的流体流入井眼的阀。该流体(其可以被称为生产流体(production fluid))可以包含不同量的水和油。流体中的水量超过预定水平的区域可以被称为含水区。用于分析进入ICD的流体的系统可以用于确定进入ICD的水的量并基于水的量来识别含水区。当确定了含水区时，可以关闭ICD。
发明内容
用于控制水流入井眼的示例系统包括用于插入井眼的套管柱和沿套管柱布置的一个或多个流入控制装置(ICD)。ICD构造成控制水流入井眼。该系统包括一个或多个控制器。控制器被配置为接收射频识别(RFID)并确定ICD是否是RFID的目标。如果ICD是RFID的目标，则控制器被配置为控制ICD以通过打开或关闭ICD来控制水的流入。如果ICD不是RFID的目标，则将控制器配置为重复RFID。示例系统可以单独地或组合地包括以下特征中的一个或多个。
该系统可以包括基于进入ICD的流体的一种或多种性质来识别与ICD相关联的含水区的装置。流体可以包括水和油。该装置可以被配置为基于一种或多种流体性质来传输信息。流体性质可以包括流体的密度、流体的盐度或流体的密度和盐度两者。该装置可以通过发射对该装置唯一的压力脉冲来传输信息。该系统还可以包括计算系统，该计算系统被配置为识别来自装置的压力脉冲并将压力脉冲与井下装置的位置相关联以识别含水区的位置。
该系统可以包括与ICD相关联的一种或多种化学示踪剂以识别含水区。可以基于从含水区进入ICD的流体的一种或多种流体性质来识别含水区。流体可以是水和油，并且化学示踪剂可以被配置为与水、油或水和油两者反应。该系统可能包括两种化学示踪剂，一种用于与进入ICD的水反应，另一种用于与进入ICD的油反应。
计算系统可以被配置为识别化学示踪剂，并基于与一种或多种化学示踪剂的反应来确定进入ICD的流体中的水量、油量、或水量和油量。可以根据水量、油量、或水量和油量来识别含水区。计算系统可以位于井眼的表面处。井眼允许化学示踪剂传送到表面进行分析。计算系统可以被配置为识别一种或多种化学示踪剂，并将它们与井下ICD的位置相关联，以便识别含水区的位置。
当ICD是RFID的目标时，控制器可以被配置为通过关闭ICD来控制水的流入。控制器可以被配置为从位于井眼中的井上的另一个不同的控制器接收RFID。控制器可以被配置为从位于井眼中的井下的装置接收RFID。
示例方法包括分析来自一个或多个流入控制装置(ICD)的流体，以确定流体的性质，一个或多个ICD沿井眼中的套管柱布置。该示例方法包括基于流体的性质来识别井眼中的含水区，以及识别与该含水区相关联的目标ICD。该示例方法包括在井眼中的井下传输RFID。RFID可以包括寻址到与各个ICD相关联的多个控制器之中的目标控制器的指令。控制器中的至少一些可以被配置为在井眼内重复RFID，使得RFID到达目标控制器。目标控制器可以基于指令来控制与目标控制器相关联的ICD。示例方法可以单独地或组合地包括以下特征中的一个或多个。
可以分析流体以确定指示含水区的一种或多种性质。可以将基于一种或多种性质的信息传输到计算系统。该信息可以表示流体的密度、流体的盐度、或者流体的密度和流体的盐度两者。可以通过从相关联的ICD发出压力脉冲来传输信息。来自控制器的压力脉冲对于与该控制器相关联的ICD可以是唯一的。可以由计算系统接收信息。该计算系统可以基于该信息识别压力脉冲，并将该压力脉冲与含水区的位置相关联。
可以通过识别流体中的一种或多种化学示踪剂来分析进入ICD的流体。一种或多种化学示踪剂可以被配置为与水或油反应。可以测量流体中一种或多种化学示踪剂的量。该量对应于流体中水或油中至少一者的量。一种或多种化学示踪剂可包括两种化学示踪剂。化学示踪剂种的一者可与水反应，化学示踪剂中的一者可与油反应。
该示例方法可以包括将流体引导至包含流体分析器的位置。流体分析器可以向计算系统提供信息。计算系统可以基于该信息来识别流体中的油和水的量。计算系统可以被配置为识别化学示踪剂并将化学示踪剂与在含水区的位置处的ICD的位置相关联。
目标控制器可以从目标控制器的井上的不同控制器、或目标控制器的井下的装置接收RFID。
本说明书中所述的特征中的任何两个或更多个特征(包括本发明内容部分中的特征)可以组合形成本说明书中未具体描述的实施方式。
本说明书中描述的系统、技术和过程，或系统、技术和过程的部分，可以由计算机程序产品控制，该计算机程序产品包括存储在一种或多种非暂时性机器可读存储介质上的指令，指令可以在一个或多个处理装置上执行以控制(例如，协调)本说明书中描述的操作。本说明书中描述的系统、技术和过程，或者系统、技术和过程的部分，可以被实施为一种设备、方法、或系统，其可以包括一个或多个处理装置和用于存储可执行的指令的存储器以实施各种操作。
在附图和以下描述中阐述了一种或多种实施方式的细节。根据说明书和附图以及根据权利要求，其他特征和优点将显而易见。
附图说明
图1是具有完井管柱的示例井的剖面侧视图，该完井管柱包括流入控制装置(ICD)。
图2是位于表面或地面并且是生产监控系统的一部分的计算系统的示例的框图。
图3是具有ICD的示例完井管柱的剖面侧视图，其中每个ICD包含用于分析进入ICD的流体的流体分析器装置。
图4是具有ICD的示例完井管柱的剖面侧视图，其中每个ICD包含化学示踪剂以与进入ICD的流体反应。
图5是用于识别含水区的示例系统的剖面侧视图，该系统包括结合到ICD中的流体分析器装置。
图6是用于识别含水区的示例系统的剖面侧视图，该系统包括沿完井管柱结合到每个ICD中的化学示踪剂。
图7是用于隔离含水区的示例系统的剖面侧视图，该系统包括具有结合到ICD中的控制器和井下RFID装置的射频识别(RFID)通信系统。
图8是用于隔离含水区的示例系统的剖面侧视图，该系统包括射频识别(RFID)通信系统，RFID通信系统具有结合到ICD中的控制器和安装在井中衬套悬挂器上的控制器。
图9是示出用于识别井中的含水区的示例过程的流程图。
图10是示出隔离井中的含水区的示例过程的流程图。
不同图中相似的参考数字表示相似的元素。
具体实施方式
用于控制生产流体流入井眼的示例系统可以包括沿着井眼中的完井管柱(completion string)安装的一个或多个流入控制装置(ICD)。ICD包括可选择性地打开或关闭以允许或阻止生产流体进入井眼的通道或阀。生产流体可以包含不同量的水和油。可以基于生产流体中存在的水和油的相对量来打开或关闭ICD。过多的水流入井眼的区域可以称为含水区。对于不同类型、大小、或其他特征的井眼，构成过多水流的水量可能会不同。
图1示出了用于控制油井的井眼中的水或含水量的示例系统。在本说明书中以油井为例；然而，该系统和方法不限于与油井一起使用。为了形成油井1，在地层中钻出井眼37。套管5安装在井眼中并衬套(line)井眼。套管5可以形成套管柱。在该示例中，套管5包括衬套悬挂器(liner hangers)6，和套管柱7、8和9。衬套和套管用于构造和衬套井眼。完井管柱10是套管柱的一部分，并在井的形成过程中安装在完井区(completion zone)或生产区。完井管柱包括完成井的一个或多个管，例如管柱。该示例系统还包括位于地面4处的流体分析器子站2。流体分析器子站包括计算系统3。计算系统3可以是任何类型的计算系统，例如本说明书中描述的那些。
如图1所示，可以在完井管柱上部署一个或多个ICD。尽管在此示例中，ICD位于完井管柱上，但ICD可以位于地面与井底之间的管柱的任何位置。在图1中，ICD包括ICD17、18、19、20、21和22。ICD可以位于沿着完井管柱10的各个位置。示例ICD可以包括套筒，该套筒滑动打开以打开流体进入井眼的路径，或者滑动关闭以关闭流体进入井眼的路径。ICD的位置可以存储在计算系统3的存储器中。可以基于地层的地质分析和对地层中生产区的位置的预测来确定该位置。生产区可以包括预测在生产流体中具有一定的油与水的比率或一定量的油的区域。
系统可用于测量进入每个ICD的生产流体的性质。该系统可以位于任何位置，例如表面(例如，在计算机系统3处)或井下(例如，在每个ICD处)。生产流体的特征体现在流体中水的量、油的量、气体的量、油与水的比率、油与气体的比率或水与气体的比率。可以配置一个或多个处理装置(例如，计算系统3中的处理装置)，例如，对它们进行编程，以根据生产流体的测量的性质接收数据，并基于接收到的数据确定进入井眼的水和油的量。例如，计算系统可以确定生产流体中水的比例或量、生产流体中油的比例或量、或生产流体中的油与水的比率。例如，如果基于进入井眼的油和水的相对量识别出含水区，则计算系统可以生成输出信号，该输出信号编码指令以启动关闭含水区中的一个或多个ICD。
可以使用不同的技术来获得生产流体性质的测量值。例如，化学示踪剂可用于与进入井的流体反应并指示其类型。在一些实施方式中，流体分析器装置可以安装在每个ICD处以测量生产流体的密度或盐度。基于这些测量的数据可以被计算系统接收并处理以确定是否存在含水区。
该系统还可以包括一个或多个控制器。在图1中，控制器11、12、13、14、15和16分别结合在完井管柱10上的每个ICD 17、18、19、20、21和22中。每个控制器可以与对应的ICD相关联。例如，可以将控制器结合入或嵌入每个ICD。控制器可以是被配置为接收和传输射频识别(RFID)信号的装置，例如微处理器。RFID信号可以包括RFID签名(或简称为“RFID”)和可以被编码的指令，用于操作具有该RFID签名的ICD。就这一点而言，每个控制器可以被配置为确定ICD是否是RFID信号中的RFID的目标。此外，每个控制器可以被配置为存储和处理在RFID信号中编码的信息。控制器可以被配置为基于RFID信号中包含的指令来控制ICD的打开和关闭。
控制器和计算系统可以被配置为彼此之间以及与其他实体无线通信。在一些实施方式中，可以使用例如以太网之类的线来连接控制器和计算系统以进行通信。在一些实施方式中，控制器和计算系统之间的通信可以是有线和无线通信的混合。
流体分析器子站2可以包括用于测量生产流体样本中的化学示踪剂的设备。用于测量化学示踪剂的系统可以取决于所用化学示踪剂的类型。用于测量化学示踪剂的示例系统包括质谱分析法，或者，如果使用放射性化学示踪剂，则包括闪烁检测器。流体分析器子站2还可以包括一个或多个压力传感器，以接收和解码从井下流体分析器装置接收的信号。
参照图2，流体分析器子站可以包括计算系统3。计算系统3包括具有显示屏的显示装置24、一个或多个处理装置25以及存储数据27的存储器26。
数据27可以包括进入井下ICD的生产流体的性质的测量值。数据27还可以包括以下一者或多者：沿完井管柱的ICD的位置、结合入到每个ICD中的化学示踪剂的类型、标识各个流体分析器装置及其在井下位置的信息、井下ICD的RFID签名、以及识别随时间推移跟踪的进入井眼的生产流体性质的信息。
存储器26还可以存储模块28以处理数据27，例如实时地识别井中含水区并控制井中含水区的隔离。模块28可以是计算机程序或例程，并且可以包括当由处理装置执行时执行一个或多个功能的可执行指令。可以通过执行一个或多个模块来识别含水区。
模块28包括脉冲分析器模块30。如下文所述，脉冲分析器模块30被配置为基于从井下接收的压力脉冲来生成数据。该数据可以表示生产流体中的水量或与生产流体中的化学示踪剂有关。模块28包括化学示踪剂分析器模块29。化学示踪剂分析器模块29被配置为分析由脉冲分析器模块生成的数据，以根据化学示踪剂确定生产流体样本中的水量。
模块28还包括含水区识别模块31。含水区识别模块31被配置为通过分析化学示踪剂分析器模块29或脉冲分析器模块30的输出来识别含水区的存在和位置。例如，含水区识别模块31可以将由化学示踪剂分析器模块29确定的水量或基于脉冲分析器模块30输出的数据确定的水量与预定阈值进行比较，并确定水量是否超过阈值。
模块28可以被配置为在显示装置24的显示屏上生成用于图形输出或警报的数据。该数据可以表示例如生产流体中的水量或含水区的位置。模块28还可以被配置为向井下ICD发送指令。这些指令可能是打开或关闭一个或多个井下ICD的控制指令。该指令可以包括控制序列，该控制序列指定井下ICD将被打开的顺序或井下ICD将被关闭的顺序。
可以通过流体分析子站2周期性地在表面采样生产流体。在一个示例中，流体分析器子站2可以被配置为实时分析生产流体。实时分析可以有助于确定井中的水量何时增加。实时可以包括考虑到与处理、数据传输、硬件等相关联的延迟而连续发生或在时间上彼此跟踪的动作。在一些实施方式中，可以根据现场工人的提示对流体进行采样。
如所讨论的，可以使用化学示踪剂识别生产流体的成分。化学示踪剂可能会与水、油或水和油两者发生反应。示例化学示踪剂可包括一系列不同的、可区分的聚合物。示例化学示踪剂可以是放射性化学示踪剂。放射性化学示踪剂的使用寿命可能有限。井眼中化学示踪剂的寿命可以等于或大于该井处于活跃状态的时间。化学示踪剂的实例可包括醇和可溶性离子，例如硝酸根(NO-)、溴离子(Br-)、碘离子(I-)和硼酸氢根(HOB-)或水的同位素，包括氘和氚。化学示踪剂的其他示例可以包括氟化的苯甲酸，包括一、二和三氟化的苯甲酸，例如2-氟苯甲酸、4-氟苯甲酸、2，6-氟苯甲酸和三氟甲基苯甲酸。油基化学示踪剂可包括碘十二烷、十六烷、硫氰酸根阴离子和全氟化碳(气体)。化学示踪剂的其他形式可能包括短链脱氧核糖核酸(DNA)片段或磁性纳米颗粒。这些化学品可以在环境稳定的溶剂中被携带。
在一些实施方式中，可以将一种或多种化学示踪剂结合到ICD中。例如，一种或多种化学示踪剂33可以沿着图4的完井管柱结合到每个ICD中。化学示踪剂33可以位于或靠近ICD处，或结合到ICD内的隔室中。在每个ICD或不同的ICD处可能有一种或多种化学示踪剂。在一些实施方式中，化学示踪剂可以被嵌入在可降解材料中，并且该可降解材料可以被结合到完井管柱中。
当生产流体进入ICD时，该ICD中或与之相关的化学示踪剂可能会与生产流体发生反应。例如，一种化学示踪剂可与水反应并且另一种化学示踪剂可与油反应。例如，化学示踪剂可与水和油两者反应。但是，该化学示踪剂与水的反应可能与与油的反应不同。如图6中示例所示，来自地层23的生产流体通过ICD进入井眼37，并与化学示踪剂反应(38)。与生产流体反应的化学示踪剂与被泵(39)送到表面的生产流体一起流动。在表面上，可以通过流体分析器子站2测量化学示踪剂，并使用化学示踪剂分析器模块通过计算系统3分析所得的测量结果。
流体分析器子站2可以被配置为测量和量化从井下接收的流体样本中的化学示踪剂。例如，计算系统3可以被配置(例如被编程)以识别一种或多种化学示踪剂，并基于与一种或多种化学示踪剂的反应来确定流体样本中水、油或它们两者的量或比例。可以基于水量、油量、或水量和油量两者中的至少一项来识别含水区。
正如所提到的那样，每个ICD可以使用相同或不同的化学示踪剂。ICD的化学示踪剂的独特混合物可以充当ICD的签名。可以基于在所接收的流体样本中识别出的化学示踪剂的独特签名来识别从中获得流体样本的ICD。识别出含水区后，可以根据例如ICD独特的化学示踪剂签名来识别该区域中的ICD。
图9示出了使用化学示踪剂识别含水区的示例过程。根据图9的示例过程，生产流体流动(47)通过ICD。生产流体在ICD处与化学示踪剂反应(48)。化学示踪剂和生产流体流动(49)通过井到达表面。对生产流体进行采样，并通过流体分析器子站2测量(50)生产流体的化学示踪剂成分。化学示踪剂分析器模块29可以通过分析表示流体中化学示踪剂的量的数据来确定(51)流体样本中的水量。
化学示踪剂分析器模块29可以通过识别存在于生产流体样本中的化学示踪剂的类型来确定流体样本中的水量。化学示踪剂分析器模块29可以从存储器26中检索存储的数据27，该数据可以包括指示化学示踪剂是否与水或油反应的信息。与水反应的化学示踪剂的测量值可以和与油反应的化学示踪剂的测量值比较。该比较可以反映为流体样本中水的百分比、或流体样本中水与油的比率。在该示例中，化学示踪剂分析器模块29的输出包括代表流体样本中的水量的数据。化学示踪剂分析器模块29可以指示计算系统3将输出作为数据27的一部分存储在存储器26中。数据27可以随着获取新数据而被连续地存储和更新。
可以基于化学示踪剂分析器模块29的输出由含水区识别模块31来检测(52)含水区。在一个示例中，如果样本中水的百分比或水与油的比率超过预定阈值，则含水区识别模块31可以识别含水区。预定阈值可以包括存储器26中存储的数据27。例如，预定阈值可以是指示需要干预的阈值。干预可以包括与ICD中的控制器进行通信以关闭ICD。预定阈值可以是当流体样本大于或等于50％水。含水区识别模块31将由化学示踪剂分析器模块29计算出的水的百分比与预定阈值进行比较，并确定水的百分比是否已经超过阈值。在另一实例中，如果生产流体样本中的水的百分比，或者如果生产流体样本中的水与油的比率相较于先前的测量值以高于阈值的速度增加，则可以确定含水区。
如果检测(52)到含水区，则含水区识别模块31识别(53)与流体样本相关的ICD，从而识别与含水区相关的ICD。含水区识别模块31可以识别在流体样本中识别出的化学示踪剂的签名或独特混合物，并将其与与每个ICD的化学示踪剂签名相关的存储数据27进行比较。与流体样本相关的ICD被识别并指定(54)目标ICD。如果没有检测(52)到含水区(例如，如果样本中水的百分比或水与油的比率未超过阈值)，则含水区识别模块31可以存储数据并分析(55)另一个流体样本。
对于多种化学示踪剂，可以同时执行图9所示的用于使用化学示踪剂分析器模块29和含水区识别模块31来识别含水区的操作。在一些实施方式中，可以在单个井眼内识别多个目标ICD。
化学示踪剂分析器模块29或含水区识别模块31可以在显示装置24的显示屏上生成包括图形输出或警报的显示。例如，显示装置24可以显示一个或多个生产流体样本中的水的量、油的量、或水和油两者的量。一个或多个生产流体样本中的水或油的量可以用数字表示。一个或多个生产流体样本中的水和油的量可以用图形表示。例如，可以分配颜色来表示生产流体样本中存在的油或水。可以显示生产流体样本中的水与油的比率。显示装置24可以被配置为显示随着时间推移分析的数据。显示装置24可以显示多个窗口。窗口可以显示从特定ICD分析的数据。警报可以显示在现场或远程工作人员的智能手机上。该警报可以指示已经识别出含水区。警报可以是听觉或视觉警报的形式，并且可以是无线发送到异地位置的警报。警报的示例包括电子邮件(e-mail)消息和简单消息服务(SMS或文本)消息。
如所描述的，在井中识别出含水区之后，可以通过关闭含水区中的一个或多个ICD来进行干预以隔离含水区。含水区中的ICD可以指定为目标ICD。可以将通信和控制系统结合入井眼中以及在表面处，以便向井下传达指令以启动目标ICD的关闭。
在一些实施方式中，井下的流体分析器装置可以用于测量生产流体的流体性质以识别含水区。流体分析器装置可以包括一个或多个板上(on-board)处理装置、固态电路、或一个或多个板上处理装置和固态电路两者，其被配置为识别进入井眼的生产流体的成分。在一些示例中，可以将流体分析器装置结合到每个ICD中。流体分析器装置可以被配置为对流过ICD进入井眼的流体进行采样并分析流体的成分。流体分析器装置可以被配置为将与生产流体的性质有关的信息输出到计算系统。这些性质可以包括，例如，流体的密度、流体的盐度、或流体的密度和流体的盐度两者。
在一些实施方式中，各个流体分析器装置可以沿着完井管柱安装在相应的ICD的位置处或稍上方。在图3的配置中示出了示例安装。在该示例中，流体分析器装置32可以是或包括嵌入在完井管柱中的微处理器。如图5的示例中所示，生产流体可以通过穿过ICD而从地层23进入井眼37。当生产流体流入井眼时，通过流体分析器装置对生产流体进行采样(34)。流体分析器装置测量生产流体的性质。这些性质可以包括生产流体的密度、生产流体的盐度、或者生产流体的密度和生产流体的盐度两者。流体分析器装置可以基于采样的生产流体的流体性质来识别包括生产流体(例如水和油或其他碳氢化合物)的流体的类型。
流体分析器装置可以通过测量油和水之间不同的流体性质(例如密度或盐度)来将水与油区分。流体分析器装置还可被配置为测量可将水与油区分开的流体的其他性质，例如射频(RF)导纳。流体分析器装置可以通过测量这样的性质以及将测量值与阈值进行比较来确定流体中的水或油的量。流体分析器装置可以基于流体性质产生输出。输出可以是表示流体性质测量的数字数据。输出可以发送到流体分析器子站。在一些实施方式中，流体分析器装置可以产生压力脉冲形式的输出。压力脉冲可以由流体分析器子站2的压力传感器接收。从流体分析器装置发送的压力脉冲可以是对该流体分析器装置唯一的脉冲波形。压力脉冲可以使用流到表面的生产流体传播。
图5示出了采用井下流体分析器装置的示例系统。在图5中，生产流体流(35)向表面。压力脉冲由流体分析器装置生成，并发送(36)到表面。压力脉冲可以包括对特定流体分析器装置唯一的脉冲波形。
如所描述的，流体分析器子站2可以包括一个或多个压力传感器，该一个或多个压力传感器被配置为接收和解码来自流体分析器装置32的压力脉冲。例如，计算系统3可以包括脉冲分析器模块30。脉冲分析器模块30可以被配置为通过分析表示从井下流体分析器装置接收到的流体性质测量值的数据，来确定生产流体样本中的水量。从多个流体分析器装置接收到的压力脉冲可以由脉冲分析器模块30同时分析。在一些实施方式中，每个压力脉冲还可以编码对特定流体分析器装置唯一的脉冲波形。因此，计算系统可以基于其脉冲波形来识别产生压力脉冲的流体分析器装置。
脉冲分析器模块30可以基于在接收到的压力脉冲中编码的信息来生成数字数据。如上所述，数字数据可以表示流体性质，例如流体样本的密度或盐度。基于数字数据，脉冲分析器模块30可以确定流体样本中的水量。该水量可以反映为流体样本中水的百分比或样本中的水与油的比率。
在一些实施方式中，脉冲分析器模块30可以被结合到井下的流体分析器装置的板上处理装置中。在这样的实施方式中，流体分析器装置可以确定流体样本中的水量并将压力脉冲传输到表面。如所指出的，压力脉冲可以编码表示生产流体样本的性质的数字数据，例如流体样本中的水量。脉冲分析器模块30可以基于流体样本中的水量来产生输出。脉冲分析器模块30可以启动分析数据的显示，作为显示装置24的显示屏上的图形输出或警报。显示类型的示例可以是先前描述的示例中的一者。
在示例中，如果生产流体样本中的水的百分比或水与油的比率超过阈值，则含水区识别模块31可以识别含水区。该阈值可以存储在存储器26中。例如，该阈值可以指示是否需要干预。干预可能包括与ICD处的控制器进行通信以关闭ICD。阈值可以指示流体样本大于或等于50％的水。含水区识别模块31被配置为将由脉冲分析器模块30确定的水的百分比与阈值进行比较，以确定水的百分比是否已经超过阈值。在另一个示例中，如果样本中水的百分比或水与油的比率以超过预定阈值的速度增加，则可以识别出含水区。
如果检测到含水区，则含水区识别模块31识别含水区的位置。含水区识别模块31可以使用由从流体分析器装置发送的压力脉冲编码的唯一脉冲波形来识别产生含水区的ICD。就这一点而言，数据27可以包括代表每个流体分析器装置的唯一脉冲波形以及与每个ICD相关联的特定流体分析器装置的数据。使用数据27，唯一的压力波形可以与特定的ICD匹配。与唯一压力波形关联的ICD指定为目标ICD。可以同时识别多个目标ICD。含水区识别模块31可以启动分析数据的显示，作为显示装置24的显示屏上的图形输出或警报。显示类型的示例可以是先前描述的示例中的一者。
如果没有检测到含水区，例如，如果样本中水的百分比或水与油的比率不超过阈值，则含水区识别模块31可以存储数据。
当将ICD指定为目标ICD时，可能会进行干预以隔离含水区并关闭目标ICD，而不会中断井的生产。该干预可以包括一个或多个控制器。如所描述的，可以将控制器结合到每个ICD中。控制器可以被配置为接收和传输RFID信号。控制器还可以被配置为存储和处理在RFID信号中编码的信息。控制器可以被配置为控制ICD的打开和关闭。控制器的示例包括本说明书中描述的计算或处理装置。
就这一点而言，在一些实施方式中，每个控制器可以被配置为向计算系统3或其他控制器发送RFID，以及从计算系统3或其他控制器接收RFID。每个控制器可以被配置为接收RFID并且基于该RFID确定ICD是否是该RFID的目标。ICD处的控制器可以指定为RFID的目标。例如，控制器可以在其存储器或其他地方存储唯一的RFID签名。可以是控制器一部分的接收器接收传输的RFID，并将传输的RFID与存储的RFID签名进行比较。如果两者匹配或彼此处于适当的误差范围内，则将ICD确定为所传输RFID的目标，或指定给所传输RFID。
控制器可以被配置为在ICD是RFID的目标的情况下通过打开或关闭ICD来操作ICD以控制水的流入。例如，控制器可以被配置为接收传输的RFID，并且，如果控制器是传输的RFID的目标，则控制器进行操作以关闭ICD。在某些情况下，控制器可以被配置为在控制器是所传输的RFID的目标的情况下打开ICD。就这一点而言，RFID信号可以包括定义控制序列的指令。控制序列可能导致各种ICD在控制序列中指定的时间打开或关闭。
如果控制器不是传输的RFID信号中RFID的目标，则可以将控制器配置为重复(即重传)RFID信号。例如，控制器可以将RFID信号传输到一个或多个其他控制器。在一些示例中，一个或多个其他控制器可以位于该控制器的进一步的井下。在一些示例中，一个或多个其他控制器可以位于控制器的井上。在一些示例中，一个或多个其他控制器可以位于该控制器的井上和井下。
图7示出了用于隔离井眼中的含水区的示例系统。图7的示例系统包括RFID通信系统。RFID系统包括结合到ICD和井下RFID装置44中的控制器11、12、13、14、15和16。如上所述，当识别(40)出含水区时，指定目标ICD。可以从表面计算系统3向控制器发送指令，该指令可以包括在RFID信号中编码的控制序列。
为了将RFID信号发送到控制器，在井下部署(41)RFID装置44。在示例中，RFID装置可以是发射范围限制在几米内的传输器。可以通过表面致动机构将RFID装置降低到井下。RFID装置44生成识别目标ICD的RFID信号。RFID装置44将RFID信号发送(42)到它遇到的第一ICD。结合在靠近RFID装置的ICD中的控制器接收RFID信号。控制器对包含在RFID信号中的数据进行解码。该数据可以包括用于控制器执行控制序列的指令。控制序列可以导致ICD关闭。如果第一ICD不是目标ICD，则与该ICD相对应的控制器将无法解码RFID信号，而将重复RFID信号。例如，RFID信号可以在井下重复或向井上的另一个控制器重复。该指令可以被井下的下一个ICD处的控制器接收。重复(43)编码控制序列的RFID信号，直到到达目标ICD。在这种情况下，重复包括非目标控制器的控制器重新发送RFID信号。
根据图10的过程，RFID装置在井下输出RFID信号。靠近RFID装置的控制器接收(56)RFID信号。例如，控制器可以在RFID装置的传输范围内。其他控制器可能未接收到RFID信号，因为它们可能在传输范围之外。控制器基于RFID确定(57)与控制器相关联的ICD是否是基于RFID的RFID装置的目标。如果ICD是目标，则控制器解码RFID信号。就这一点而言，RFID信号包括用于控制目标ICD的操作的指令。控制器执行(58)那些指令以控制ICD。例如，指令可以使ICD按照指令指定的顺序打开、关闭、或打开和关闭。如果ICD不是RFID的目标，则控制器不会解码RFID信号。而是，控制器会重复(59)RFID信号。例如，控制器可以向井上、井下或其两者传输RFID信号。另一个控制器接收RFID信号并重复此过程。这个过程一直持续，直到找到了目标ICD或直到已经考虑了井眼中的所有ICD。
图8是用于隔离含水区的示例系统，其包括射频识别(RFID)通信系统。控制器结合在完井管柱的ICD中。另一个控制器45被结合到安装在井眼中的衬套悬挂器中。在一些实施方式中，控制器45的实例可以被结合到沿井眼或在表面的各个位置。控制器45的位置可以取决于井的条件或井的类型。控制器45可具有足以到达井眼中的所有ICD及其对应控制器的传输范围。
如图8的示例所示，识别(40)出含水区，并且指定了目标ICD。包括编码在RFID信号中的控制序列在内的指令从计算系统3向井下发送到控制器45。如参考图7所示，可以使用RFID装置在井下向控制器45发送指令。控制器45发送(46)RFID信号到每个ICD的控制器。每个ICD上的控制器可以配置为接收RFID信号。目标ICD处的控制器对指令进行解码，并执行控制序列以关闭ICD。控制器45可以被配置为对从计算系统3接收的指令进行解码，并且识别作为RFID的目标的ICD。控制器45然后可以将指令发送到作为RFID目标的控制器。
本说明书中描述的系统和过程的全部或部分及其各种修改(以下称为“系统”)可以至少部分地由有形地体现在一个或多个信息载体中(例如，在一个或多个非暂时性机器可读存储介质中)的一个或多个计算机程序控制。可以以任何形式的编程语言(包括编译或解释语言)编写计算机程序，并且可以以任何形式进行部署，包括作为独立程序或作为模块、部件、子例程、或其他适合在计算环境中使用的单元。可以将计算机程序部署为在一台计算机上、或者在一个站点上或者分布在多个站点上并通过网络互连的多台计算机上执行。
与控制系统有关的动作可以由一个或多个可编程处理器执行，该处理器执行一个或多个计算机程序以控制前述的所有或某些操作。所有或部分处理可以由专用逻辑电路控制，例如FPGA(现场可编程门阵列)、ASIC(专用集成电路)或FPGA和ASIC两者。
适合于执行计算机程序的处理器包括例如，通用微处理器和专用微处理器两者，以及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储区、或随机访问存储区、或它们两者接收指令和数据。计算机的元件包括一个或多个用于执行指令的处理器以及一个或多个用于存储指令和数据的存储区装置。通常，计算机还将包括一个或多个机器可读存储介质，或可操作地耦接到一个或多个机器可读存储介质以从其接收数据、或向其传输数据、或同时从其接收数据和向其传输数据，该一个或多个机器可读存储介质可以是，例如，用于存储数据的大容量存储装置，例如磁盘、磁光盘或光盘。适合于体现计算机程序指令和数据的非暂时性机器可读存储介质包括所有形式的非易失性存储区，例如包括半导体存储区装置(例如EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦可编程只读存储器)和闪存区域装置)；磁盘(例如内部硬盘或可移动磁盘)；磁光盘；CD-ROM(光盘只读存储器)和DVD-ROM(数字多功能光盘只读存储器)。
所描述的不同实施方式的元件可以组合以形成先前未具体阐述的其他实施方式。元件可以被排除在所描述的处理之外，而不会不利地影响它们的操作或总体上系统的操作。此外，可以将各种单独的元件组合成一个或多个独立的元件以执行本说明书中描述的功能。
未在本说明书中具体描述的其他实现方式也在所附权利要求的范围内。
要求保护的方案如权利要求所记载。

Claims (24)

1.一种系统，所述系统包括：
用于插入井眼的套管柱；
沿着所述套管柱布置的一个或多个流入控制装置ICD，所述一个或多个ICD用于控制水流入所述井眼；以及
一个或多个控制器，控制器与ICD相关联，所述控制器被配置为接收射频识别RFID并确定所述ICD是否是所述RFID的目标；
其中所述控制器被配置为在所述ICD是所述RFID的目标的情况下通过打开或关闭所述ICD来控制所述ICD以控制所述水的流入，并且其中所述控制器被配置为在所述ICD不是所述RFID的目标的情况下重复所述RFID。
2.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：
被配置为识别与所述ICD相关联的含水区的装置，其中，基于进入所述ICD的流体的一种或多种性质来识别所述含水区，所述流体包括水和油，所述装置被配置为基于所述一种或多种性质来传输信息。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述信息包括所述流体的密度、所述流体的盐度、或者所述流体的密度和所述流体的盐度两者。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，传输所述信息包括从所述装置发射压力脉冲，所述压力脉冲对于所述装置是唯一的。
5.根据权利要求4所述的系统，所述系统还包括：
计算系统，所述计算机系统被配置为识别所述压力脉冲并将所述压力脉冲与井下的所述装置的位置相关联，从而识别所述含水区的位置。
6.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：
与所述ICD相关联的一种或多种化学示踪剂，所述一种或多种化学示踪剂用于识别含水区，其中基于从所述含水区进入所述ICD的流体的一种或多种性质来识别所述含水区，所述流体包含水和油，所述一种或多种化学示踪剂被配置为与所述水或所述油中的至少一者反应以识别所述含水区。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述一种或多种化学示踪剂包括两种化学示踪剂，所述两种化学示踪剂中的一者用于与所述水反应，并且所述两种化学示踪剂中的一者用于与所述油反应。
8.根据权利要求6所述的系统，所述系统还包括：
计算系统，所述计算系统被配置为识别所述一种或多种化学示踪剂，并基于与所述一种或多种化学示踪剂的反应确定所述水的量、所述油的量、或所述水的量和所述油的量，基于以下因素中的至少一者来识别所述含水区：所述水的量、所述油的量、或所述水的量和所述油的量。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述计算系统位于所述井眼的表面处，所述井眼被配置为使所述一种或多种化学示踪剂能够传递至所述表面以进行分析。
10.根据权利要求8所述的系统，其中所述计算系统被配置为识别所述一种或多种化学示踪剂，并将所述一种或多种化学示踪剂与井下ICD的位置相关联，以识别所述含水区的位置。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置为在所述ICD是所述RFID的目标的情况下通过关闭所述ICD来控制所述水的流入。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个控制器包括多个控制器，所述多个控制器中的至少一者被配置为从位于所述井眼中的井上的另一个不同的控制器接收RFID。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个控制器包括多个控制器，所述多个控制器中的至少一者被配置为从位于所述井眼中的井下的装置接收RFID。
14.一种方法，所述方法包括：
分析来自一个或多个流入控制装置ICD的流体，以确定所述流体的性质，所述一个或多个ICD沿井眼中的套管柱布置；
根据所述性质识别所述井眼中的含水区；
识别与所述含水区相关联的目标ICD；
在井下向所述井眼中发射射频识别RFID，所述RFID包括指令，所述指令被寻址到与各个ICD相关的多个控制器中的目标控制器，其中所述多个控制器中的至少一些被配置为在所述井眼内重复所述RFID以使所述RFID到达所述目标控制器；以及
所述目标控制器基于所述指令控制相关联的ICD。
15.根据权利要求14所述的方法，其中对所述流体进行分析以确定指示所述含水区的一种或多种性质；以及
其中所述方法包括基于所述一种或多种性质将信息传输到计算系统。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述传输包括传输表示所述流体的密度、所述流体的盐度、或所述流体的密度和所述流体的盐度两者的信息。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述传输包括从所述相关联的ICD发射压力脉冲，来自所述控制器的所述压力脉冲对于与所述控制器相关联的ICD是唯一的。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述信息由计算系统接收，所述计算系统基于所述信息来识别压力脉冲，并将所述压力脉冲与所述含水区的位置相关联。
19.根据权利要求14所述的方法，其中，分析所述流体包括：
识别所述流体中的一种或多种化学示踪剂，所述一种或多种化学示踪剂被配置为与水或油反应；以及
测量所述流体中所述一种或多种化学示踪剂的量，所述量对应于所述流体中水和油中至少一者的量。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述一种或多种化学示踪剂包括两种化学示踪剂，所述两种化学示踪剂中的一者用于与所述水反应，所述两种化学示踪剂中的一者用于与所述油反应。
21.根据权利要求19所述的方法，所述方法还包括：将所述流体引到包含流体分析器的位置，所述流体分析器向计算系统提供信息，所述计算系统基于所述信息来识别所述流体中的油和水的量。
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述计算系统被配置为识别化学示踪剂并将所述化学示踪剂与位于所述含水区的位置处的ICD的位置相关联。
23.根据权利要求14所述的方法，其中所述目标控制器从所述目标控制器的井上的不同控制器接收RFID。
24.根据权利要求14所述的方法，其中所述目标控制器从所述目标控制器的井下的装置接收RFID。
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