MX2012006575A - Dispositivo de control de flujo de fluido. - Google Patents

Abstract

Un método para dar mantenimiento a un hoyo que comprende proporcionar un diodo de fluido en comunicación de fluidos con el hoyo, y transferir un fluido a través del diodo de fluido. Una herramienta de control de flujo de fluido, que comprende un manguito de diodo tubular que comprende una abertura del diodo, un manguito interior tubular con puertos recibido de manera concéntrica dentro del manguito del diodo, el manguito interior con puertos que comprende un puerto interior en comunicación de fluidos con la abertura del diodo, y un manguito exterior tubular con puertos dentro del cual el manguito del diodo se recibe de manera concéntrica, el manguito exterior con puertos que comprende un puerto exterior en comunicación de fluidos con la abertura del diodo, en donde una forma de la abertura del diodo, una localización del puerto interior con relación a la abertura del diodo, y una localización del puerto exterior con relación a la abertura del diodo proporcionan una resistencia de flujo de fluido al flujo transferido hacia el puerto interior desde el puerto exterior y una resistencia de flujo de fluido diferente al flujo transferido hacia el puerto exterior desde el puerto interior.

Description

DISPOSITIVO DE CONTROL DE FLUJO DE FLUIDO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con herramientas para dar mantenimiento a un hoyo .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Algunas herramientas para dar mantenimiento a un hoyo proporcionan una pluralidad de trayectorias de flujo de fluido entre el interior de la herramienta para dar mantenimiento a un hoyo y el hoyo. Sin embargo, la transferencia de fluido a través de tal pluralidad de trayectorias de flujo de fluido puede ocurrir de una manera no homogénea y/o indeseable. La variación en la transferencia de fluido a través de la pluralidad de trayectorias de flujo de fluido se puede atribuir a variaciones en las condiciones del fluido de una formación de hidrocarburo asociada y/o se puede atribuir a las condiciones de operación de la herramienta para dar mantenimiento a un hoyo, tal como una trayectoria de flujo de fluido que se restringe de manera no intencional por una materia particulada.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN En la presente se describe un método para dar mantenimiento a un hoyo, que comprende proporcionar un diodo de fluido en comunicación de fluidos con el hoyo, y transferir un fluido a través del diodo de fluido.

En la presente se describe además una herramienta de control de flujo de fluido que comprende un manguito de diodo tubular que comprende una abertura del diodo, un manguito interior tubular con puertos recibido de manera concéntrica dentro del manguito del diodo, el manguito interior con puertos que comprende un puerto interior en comunicación de fluidos con la abertura del diodo, y un manguito exterior tubular con puertos dentro del cual el manguito del diodo se recibe de manera concéntrica, el manguito exterior con puertos que comprende un puerto exterior en comunicación de fluidos con la abertura del diodo, en donde una forma de la abertura del diodo, una localización del puerto interior con relación a la abertura del diodo, y una localización del puerto exterior con relación a la abertura del diodo proporcionan una resistencia de flujo de fluido al flujo transferido hacia el puerto interior desde el puerto exterior y una resistencia de flujo de fluido diferente al flujo transferido hacia el puerto exterior desde el puerto interior .

Se describe además un método para recuperar hidrocarburos de una formación subterránea que comprende inyectar vapor dentro de un hoyo que penetra la formación subterránea, el vapor promoviendo un flujo de hidrocarburos de la formación subterránea, y recibir al menos una porción del flujo de hidrocarburos, en donde al menos uno de la inyección de vapor y de la recepción del flujo de hidrocarburos se controla mediante un diodo de fluido.

Se describe además una herramienta de control de flujo de fluido para dar mantenimiento a un hoyo que comprende un diodo de fluido que comprende una entrada de baja resistencia y una entrada de alta resistencia, el diodo de fluido que se configura para proporcionar una resistencia mayor al flujo transferido hacia la entrada de baja resistencia desde la entrada de alta resistencia a una tasa de flujo de masa de fluido en comparación con el fluido que se transfiere hacia la entrada de alta resistencia desde la entrada de baja resistencia a la tasa de flujo de masa de fluido. La herramienta de control de flujo^ de fluido puede comprender además un manguito de diodo tubular que comprende una abertura del diodo, un manguito interior con puertos recibido sustancialmente de manera concéntrica dentro del manguito del diodo, el manguito interior con puertos que comprende un puerto interior, y un manguito exterior con puertos dispuesto sustancialmente de manera concéntrica alrededor del manguito del diodo, el manguito exterior con puertos que comprende un puerto exterior. El puerto interior se puede asociar con la entrada de baja resistencia y el puerto exterior se puede asociar con la entrada de alta resistencia. El puerto interior se puede asociar con la entrada de alta resistencia y el puerto exterior se puede asociar con la entrada de baja resistencia. El manguito del diodo se puede mover con relación al manguito interior con puertos de manera que el puerto interior se puede mover asociado con la entrada de baja resistencia y el manguito del diodo se puede mover con relación al manguito exterior con puertos y de manera que el puerto exterior se pueda mover asociado con la entrada de alta resistencia. El diodo de fluido se puede configurar para generar un vórtice de fluido cuando el fluido se transfiere desde la entrada de alta resistencia hacia la entrada de baja resistencia. La herramienta de control de flujo de fluido se puede configurar para transferir fluido entre un agujero interior de la herramienta de control de flujo de fluido y el hoyo .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en corte oblicua de una herramienta de control de flujo de fluido de acuerdo con una modalidad de la descripción; La Figura 2 es una vista en sección transversal parcial de la herramienta de control de flujo de fluido de la Figura 1 tomada a lo largo del plano de corte A-A de la Figura 1; La Figura 3 es una vista en sección transversal parcial de la herramienta de control de flujo de fluido de la Figura 1 tomada a lo largo del plano de corte B-B de la Figura 1 ; La Figura 4 es una vista en sección transversal parcial de una herramienta de control de flujo de fluido de acuerdo con otra modalidad de la descripción; La Figura 5 es otra vista en sección transversal parcial de la herramienta de control de flujo de fluido de la Figura 4; La Figura 6 es una vista esquemática simplificada de una pluralidad de herramientas de control de flujo de fluido de la Figura 1 conectadas juntas para formar una porción de una sarta de producción de acuerdo con una modalidad de la descripción; La Figura 7 es una vista en corte de un sistema para dar mantenimiento a un hoyo que comprende una pluralidad de herramientas de control de flujo de fluido de la Figura 1 y una pluralidad de herramientas de control de flujo de fluido de la Figura 5 ; y La Figura 8 es una vista oblicua de un manguito del diodo de acuerdo con otra modalidad de la descripción; La Figura 9 es una vista ortogonal de una abertura del diodo de la herramienta de control de flujo de fluido de la Figura 1 desplegada en una superficie plana; La Figura 10 es una vista ortogonal de una abertura del diodo del manguito del diodo de la Figura 8 desplegada en una superficie plana; La Figura 11 es una vista ortogonal de una abertura del diodo de acuerdo con otra modalidad de la descripción; La Figura 12 es una vista ortogonal de una abertura del diodo de acuerdo con aún otra modalidad de la descripción; y La Figura 13 es una vista ortogonal de una abertura del diodo de acuerdo con aún otra modalidad de la descripción.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS En los dibujos y en la descripción que sigue las partes similares se marcan típicamente a lo largo de la descripción y de los dibujos con las mismas referencias numerales, respectivamente. Los dibujos no están necesariamente a escala. Ciertas características de la invención se pueden mostrar en una escala exagerada o en forma esquemática y algunos detalles de los elementos convencionales pueden no mostrarse para lograr claridad y concisión.

A menos que se especifique lo contrario, cualquier uso de cualquier forma de los términos "conectar," "engranar," "acoplar," "unir," o cualquier otro término que describa una interacción entre los elementos no significa que limita la interacción a una interacción directa entre los elementos y también pueden incluir una interacción indirecta entre los elementos descritos. En la discusión y en las reivindicaciones siguientes los términos "que incluye" y "que comprende" se usan en un modo abierto, y por lo tanto se debe interpretar que significan "que incluye, pero no se limita a ..." . Se hará referencia a arriba y abajo para propósitos de la descripción con "arriba," "superior," "hacia arriba," o "aguas arriba" que significa una orientación hacia la superficie del hoyo y con "abajo," "inferior," "hacia abajo," o "aguas abajo" que significa una orientación hacia el fondo del hoyo. El término "zona" o "zona productiva" como se usa en la presente se refiere a partes separadas del hoyo designadas para el tratamiento o producción y se puede referir a una formación de hidrocarburo completa o porciones separadas de una formación simple tal como porciones separadas horizontal y/o verticalmente de la misma formación.

Como se usa en la presente, el término "herramienta de aislamiento zonal" se usará para identificar cualquier tipo de dispositivo accionable que se opera para controlar el flujo de fluidos o aislar las zonas de presión dentro de un hoyo, que incluye pero no se limita a un tapón puente, un tapón de fractura, y un empacador. El término herramienta de aislamiento zonal se puede usar para referirse a un dispositivo permanente o a un dispositivo removible.

Como se usa en la presente, el término "tapón puente" se usará para identificar una herramienta de fondo del hoyo que se puede localizar y fijar para aislar una parte inferior del hoyo más abajo de la herramienta de fondo del hoyo desde una parte superior del hoyo por encima de la herramienta de fondo del hoyo. El término tapón puente se puede usar para referirse a un dispositivo permanente o a un dispositivo removible .

Como se usa en la presente, se debe entender que los términos "sello", "sellado", "acoplamiento de sellado" o "sello hidráulico" incluyen un "sello perfecto" , y un "sello imperfecto. Un "sello perfecto" se puede referir a una restricción de flujo (sello) que evita todo el flujo de fluido a través de la restricción de flujo y fuerza todo el fluido a redirigirse o a detenerse. Un "sello imperfecto" se puede referir a una restricción de flujo (sello) que evita sustancialmente el flujo de fluido a través de la restricción de flujo y fuerza una porción sustancial del fluido a redirigirse o a detenerse.

Las varias características mencionadas anteriormente, así como también otros rasgos y características descritas en más detalle a continuación, serán fácilmente evidentes para los expertos en la materia con la ayuda de esta descripción y después de leer la siguiente descripción detallada de las modalidades, y con referencia a los dibujos acompañantes.

La Figura 1 es una vista oblicua de una herramienta de control de flujo de fluido 100 de acuerdo con una modalidad de la presente descripción. Como se explica a continuación, se apreciará que uno o más componentes de la herramienta 100 se pueden extender sustancialmente coaxiales con un eje central 102. La herramienta 100 comprende generalmente cuatro tubos cilindricos sustancialmente concéntricos y/o alineados sustancialmente de manera concéntrica lo cual se explica en más detalle a continuación. Los elementos siguientes se listan sucesivamente en orden de localización de manera radial hacia fuera, la herramienta 100 comprende un manguito interior con puertos más interior 104, un manguito del diodo 106, un manguito exterior con puertos 108, y un cubierta exterior perforada más exterior 110. Los varios componentes de la herramienta 100 mostrados en la Figura 1 se ilustran en varios grados de una distancia longitudinal en perspectiva para proporcionar una vista más clara de sus características. Más específicamente, aunque no se muestra como tal en la Figura 1, en algunas modalidades cada uno del manguito interior con puertos 104, el manguito del diodo 106, el manguito exterior con puertos 108, y la cubierta exterior perforada 110 pueden ser sustancialmente similares en la distancia longitudinal. La herramienta 100 comprende además una pluralidad de diodos de fluido 112 que se configuran para proporcionar una trayectoria de fluido entre un agujero más interior 114 de la herramienta 100 y un espacio de separación del fluido sustancialmente anular 116 entre el manguito exterior con puertos 108 y la cubierta exterior perforada 110. El manguito interior con puertos 104 comprende una pluralidad de puertos interiores 118 y el manguito exterior con puertos 108 comprende una pluralidad de puertos exteriores 120. El manguito del diodo 106 comprende una pluralidad de aberturas del diodo 122. Los varios puertos interiores 118, puertos exteriores 120, y aberturas del diodo 122 se posicionan uno con respecto a otro de manera que cada abertura del diodo 122 se puede asociar con un puerto interior 118 y un puerto exterior 120.

Además, cada abertura del diodo 122 comprende una entrada de alta resistencia 124 y una entrada de baja resistencia 126. Sin embargo, los términos entrada de alta resistencia 124 y entrada de baja resistencia 126 no se debe entender que significan que el fluido solamente puede entrar hacia la abertura del diodo 122 a través de las entradas 124, 126. En lugar de esto, el término entrada de alta resistencia 124 se debe interpretar que indica que la abertura del diodo 122 comprende una geometría que contribuye a una resistencia más alta a la transferencia de fluido a través del diodo de fluido 112 cuando el fluido entra a través de la entrada de alta resistencia 124 y sale a través de la entrada de baja resistencia 126 en comparación con una resistencia a la transferencia de fluido a través del diodo de fluido 112 cuando entra a través de la entrada de baja resistencia 126 y sale a través de la entrada de alta resistencia 124. La herramienta 100 se muestra en las Figuras 1-4 configurada de manera que los puertos interiores 118 se asocian con las entradas de baja resistencia 126 mientras que los puertos exteriores 120 se asocian con las entradas de alta resistencia 124. En otras palabras, con la herramienta 100 configurada como se muestra en las Figuras 1-4 el flujo de fluido desde el espacio de separación del fluido 116 hacia el agujero 114 a través de los diodos de fluido 112 es afectado por una resistencia más alta a tal transferencia de fluido en comparación con el flujo de fluido desde el agujero 114 hacia el espacio de separación del fluido 116 a través de los diodos de fluido 112. En esta modalidad de la herramienta 100 las aberturas del diodo 122 se configuran para proporcionar la resistencia a la transferencia de fluido dependiente de la dirección de flujo descrita anteriormente al provocar que el fluido viaje hacia una trayectoria de vórtice antes de salir de la abertura del diodo 122 a través de la entrada de baja resistencia 126. Sin embargo, en modalidades alternativas, las aberturas del diodo 122 pueden comprender cualquier otra geometría adecuada para proporcionar un efecto de diodo de fluido en el flujo transferido a través de los diodos de fluido 112.

Con referencia ahora a las Figuras 2 y 3 se muestran vistas en sección transversal parcial de la herramienta 100 de la Figura 1. La Figura 2 muestra una vista en sección transversal parcial tomada a lo largo del plano de corte A-A de la Figura 1 mientras que la Figura 3 muestra una vista en sección transversal parcial tomada a lo largo del plano de corte B-B de la Figura 1. La Figura 2 muestra que una trayectoria de fluido existe entre un espacio exterior a la cubierta exterior perforada 110 y el espacio definido por la abertura del diodo 122. Más específicamente, una rendija 128 de la cubierta exterior perforada 110 une el espacio exterior a la cubierta exterior perforada 110 con un espacio definido por el puerto exterior 120. Sin embargo, en modalidades alternativas una cubierta perforada 110 puede comprender hoyos perforados, una combinación de rendijas y hoyos perforados 128, y/o cualquier otra abertura adecuada. Se apreciará que la cubierta perforada 110 puede comprender alternativamente características de cualquier otra cubierta ranurad¾/ cubierta tamizada, y/o cubierta perforada adecuada. En esta modalidad y configuración el puerto exterior 120 está en comunicación de fluidos con el espacio definido por la entrada de alta resistencia 124 de la abertura del diodo 122. La Figura 3 muestra que el espacio definido por la entrada de baja resistencia 126 de la abertura del diodo 122 está en comunicación de fluidos con el espacio definido por el puerto interior 118. El puerto interior 118 está en comunicación de fluidos con el agujero 114, completando de esta manera una trayectoria de fluido entre el espacio exterior a la cubierta exterior perforada 110 y el agujero 114. Se apreciará que la abertura del diodo 122 puede delimitar un espacio que sigue una órbita generalmente concéntrica alrededor del eje central 102. En algunas modalidades la transferencia de fluido a través del diodo de fluido 112 puede encontrar resistencia al menos parcialmente atribuible a los cambios en la dirección del fluido cuando el fluido se mueve en órbita alrededor del eje central 102. La configuración de la herramienta 100 mostrada en las Figuras 2 y 3 se puede referir como "configuración de control de flujo entrante" ya que el diodo de fluido 112 se configura para resistir más altamente la transferencia de fluido hacia el agujero 114 a través del diodo de fluido 112 que la transferencia de fluido hacia fuera del agujero 114 a través del diodo de fluido 112.

Con referencia ahora a las Figuras 4 y 5 se muestran vistas en sección transversal parcial de la herramienta 100 de la Figura 1 con la herramienta 100 en una configuración alternativa. Más específicamente, aunque la herramienta 100 se configura en la Figura 1 proporcionando una resistencia más alta a la transferencia de fluido desde el espacio de separación del fluido 116 hacia el agujero 114, la herramienta 100' de las Figuras 4 y 5 se configura a la inversa. En otras palabras, la herramienta 100' como se muestra en las Figuras 4 y 5 se configura para proporcionar resistencia más alta a la transferencia de fluido desde el agujero 114 hacia el espacio de separación del fluido 116. La Figura 4 muestra que una trayectoria de fluido existe entre un espacio exterior a la cubierta exterior perforada 110 y el espacio definido por la abertura del diodo 122. Más específicamente, una rendija 128 de la cubierta exterior perforada 110 une el espacio exterior a la cubierta exterior perforada 110 a un espacio definido por el puerto exterior 120. En esta modalidad y configuración el puerto exterior 120 está en comunicación de fluidos con el espacio definido por la entrada de baja resistencia 126 de la abertura del diodo 122. La Figura 5 muestra que el espacio definido por la entrada de alta resistencia 124 de la abertura del diodo 122 está en comunicación de fluidos con el espacio definido por el puerto interior 118. El puerto interior 118 está en comunicación de fluidos con el agujero 114, completando de esta manera una trayectoria de fluido entre el espacio exterior a la cubierta exterior perforada 110 y el agujero 114. En consecuencia, la configuración mostrada en las Figuras 4 y 5 se puede referir como una "configuración de control de flujo saliente" ya que el diodo de fluido 112 se configura para resistir más altamente la transferencia de fluido hacia fuera del agujero 114 a través del diodo de fluido 112 que la transferencia de fluido hacia el agujero 114 a través del diodo de fluido 112.

Con referencia ahora a la Figura 6 se muestra una representación simplificada de dos herramientas 100 unidas. Se apreciará que, en algunas modalidades, las herramientas 100 pueden comprender los conectores 130 configurados para unir las herramientas 100 una con respecto a otra y/o a otros componentes de una sarta de producción de un hoyo. En esta modalidad se apreciará que las herramientas 100 se configuran de manera que unen las dos herramientas 100 de la manera en que se muestra en la Figura 4, los agujeros 114 están en comunicación de fluidos uno con respecto a otro. Sin embargo, en esta modalidad, se proporcionan sellos y/o otros accesorios adecuados para segregar los espacios de separación del fluido 116 de las herramientas conectadas y adyacentes 100. En modalidades alternativas las herramientas 100 se pueden unir mediante tuberías, elementos de sarta de producción, o cualquier otro dispositivo adecuado para conectar las herramientas 100 en comunicación de fluidos.

Con referencia ahora a la Figura 7 un sistema para dar mantenimiento a un hoyo 200 se muestra configurado para producir y/o recuperar hidrocarburos usando un método de drenaje por gravedad asistido con vapor (SAGD) . El sistema 200 comprende un equipo de mantenimiento de inyección 202 (por ejemplo, un equipo de perforación, equipo de terminación, o equipo de acondicionamiento) que se posiciona en la superficie de la tierra 204 y se extiende sobre y alrededor de un hoyo de inyección 206 que penetra una formación subterránea 208. Aunque un equipo de mantenimiento de inyección 202 se muestra en la Figura 7, en algunas modalidades, un equipo de mantenimiento 202 puede no presentarse, sino que, una terminación de cabezal de hoyo de superficie estándar (o terminación de cabezal de hoyo de sub-superficie en algunas modalidades) se puede asociar con el sistema 200. El hoyo de inyección 206 se puede perforar hacia la formación subterránea 208 usando cualquier técnica de perforación adecuada. El hoyo de inyección 206 se extiende sustancialmente de manera vertical lejos de la superficie de la tierra 204 sobre una porción vertical del hoyo de inyección 210, se desvía desde la dirección vertical con relación a la superficie de la tierra 204 sobre una porción del hoyo de inyección desviada 212, y transita hacia una porción horizontal del hoyo 214 de inyección.

El sistema 200 comprende además un equipo de mantenimiento de extracción 216 (por ejemplo, un equipo de perforación, equipo de terminación, o equipo de acondicionamiento) que se posiciona en la superficie de la tierra 204 y se extiende sobre y alrededor de un hoyo de extracción 218 que penetra la formación subterránea 208. Aunque un equipo de mantenimiento de extracción 216 se muestra en la Figura 7, en algunas modalidades, un equipo de mantenimiento 216 puede no presentarse, sino, una terminación de cabezal de hoyo de superficie estándar (o terminación de cabezal de hoyo de sub-superficie en algunas modalidades) se puede asociar con el sistema 200. El hoyo de extracción 218 se puede perforar hacia la formación subterránea 208 usando cualquier técnica de perforación adecuada. El hoyo de extracción 218 se extiende sustancialmente de manera vertical lejos de la superficie de la tierra 204 sobre una porción vertical del hoyo de extracción 220, se desvía desde la dirección vertical con relación a la superficie de la tierra 204 sobre una porción del hoyo de extracción desviada 222, y transita hacia una porción horizontal del hoyo de extracción 224. Una porción de la porción horizontal del hoyo de extracción 224 se localiza directamente más abajo de y se desplazada desde la porción horizontal del hoyo de inyección 214. En algunas modalidades, las porciones 214, 224 se pueden desplazar generalmente de manera vertical una con respecto a otra por alrededor de cinco metros.

El sistema 200 comprende además una sarta de producción de inyección 226 (por ejemplo, tubería/sarta de producción) que comprende una pluralidad de herramientas 100' cada una configurada en una configuración de control de flujo saliente. De manera similar, el sistema 200 comprende una sarta de producción de extracción 228 (por ejemplo, tubería/sarta de producción) que comprende una pluralidad de herramientas 100 cada una configurada en una configuración de control de flujo entrante. Se apreciará que los dispositivos anulares de aislamiento zonal 230 se pueden usar para aislar los espacios anulares del hoyo de inyección 206 asociados con las herramientas 100' uno con respecto a otro dentro del hoyo de inyección 206. De manera similar, los dispositivos anulares de aislamiento zonal 230 se pueden usar para aislar los espacios anulares del hoyo de extracción 218 asociados con las herramientas 100 uno con respecto a otro dentro del hoyo de extracción 218.

Aunque el sistema 200 se describe anteriormente comprendiendo dos hoyos separados 206, 218, en modalidades alternativas se pueden configurar de manera diferente. Por ejemplo, en algunas modalidades las sartas de producción 226, 228 se pueden localizar ambas en un hoyo simple. Alternativamente las porciones verticales de las sartas de producción 226, 228 se pueden localizar ambas en un hoyo común pero cada una se puede extender hacia, diferentes porciones de hoyo horizontales y/o desviadas desde la porción vertical común. Alternativamente las porciones verticales de las sartas de producción 226, 228 se pueden localizar en porciones verticales de hoyo separadas pero se pueden localizar ambas en una porción horizontal de hoyo compartida. En cada una de las modalidades descritas anteriormente, las herramientas 100 y 100' se pueden usar en combinación y/o de manera separada para entregar los fluidos hacia el hoyo con una configuración de control de flujo saliente y/o para recuperar los fluidos del hoyo con una configuración de control de flujo entrante. Aún además, en modalidades alternativas, cualquier combinación de las herramientas 100 y 100' se puede localizar dentro de un hoyo compartido y/o entre una pluralidad de hoyos y las herramientas 100 y 100' se pueden asociar con espacios anulares de aislamiento compartidos y/o diferentes de los hoyos, definiéndose los espacios anulares, en algunas modalidades, al menos parcialmente por uno o más dispositivos de aislamiento zonal 230.

Durante el funcionamiento, el vapor se puede forzar hacia dentro de la sarta de producción de inyección 226 y pasa desde las herramientas 100' hacia la formación 208. Introducir el vapor hacia la formación 208 puede reducir la viscosidad de algunos hidrocarburos afectados por el vapor inyectado, permitiendo de esta manera que la gravedad deje salir los hidrocarburos afectados hacia abajo y hacia el hoyo de extracción 218. La sarta de producción de extracción 228 puede provocar que se mantenga una presión interior del agujero (por ejemplo, un diferencial de presión) que tiende a dejar salir los hidrocarburos afectados hacia la sarta de producción de extracción 228 a través de las herramientas 100. Los hidrocarburos se pueden bombear hacia fuera del hoyo de extracción 218 y hacia un dispositivo de almacenamiento de hidrocarburos y/o hacia un sistema de entrega de hidrocarburos (es decir, una tubería) . Se apreciará que los agujeros 114 de las herramientas 100, 100' pueden formar porciones de agujeros interiores de la sarta de producción de extracción 228 y de la sarta de producción de inyección 226, respectivamente. Además, se apreciará que al transferir el fluido hacia dentro y/o hacia fuera de las herramientas 100, 100' se puede considerar que ha pasado hacia dentro y/o hacia fuera del hoyo de extracción 218 y del hoyo de inyección 206, respectivamente. En consecuencia, la presente descripción contempla transferir los fluidos entre un hoyo y una sarta de producción asociada con el hoyo a través de un diodo de fluido. En algunas modalidades los diodos de fluido forman una porción de la sarta de producción y/o una herramienta de la sarta de producción.

Se apreciará que en algunas modalidades un diodo de fluido puede proporcionar selectivamente un control de flujo de fluido de manera que la resistencia al flujo de fluido aumenta cuando se aproxima a una tasa de flujo de masa de fluido máxima del diodo de fluido. Los diodos de fluido descritos en la presente pueden proporcionar curvas de resistencia lineales y/o no lineales con relación a la tasa de flujo de masa de fluidos a través de los mismo. Por ejemplo, una resistencia de flujo de fluido puede aumentar exponencialmente en respuesta a un aumento sustancialmente lineal en la tasa de flujo de masa de fluido a través de un diodo de fluido. Se apreciará que tal resistencia de flujo de fluido puede estimular un distribución de la tasa de flujo de masa más homogénea entre varios diodos de fluido de una herramienta de control de flujo de fluido simple 100, 100'. Por ejemplo, cuando una tasa de flujo de masa de fluido a través de un primer diodo de fluido de una herramienta aumenta, la resistencia a aumentos adicionales en la tasa de flujo de masa de fluido a través del primer diodo de fluido de la herramienta puede aumentar, promoviendo de esta manera el flujo a través de un segundo diodo de fluido de la herramienta que puede experimentar una tasa de flujo de masa de fluido más baja a través del mismo.

Se apreciará que cualquiera de los puertos interiores 118, puertos exteriores 120, aberturas del diodo 122, y rendijas 128 se pueden cortar con láser en tubos de metal para formar las características descritas en la presente . Además, una relación de ajuste relativamente estrecha entre el manguito del diodo 106 y cada uno del manguito interior con puertos 104 y del manguito exterior con puertos 108 se puede lograr a través de un control estrecho de las tolerancias del diámetro del tubo, recubrimientos de resina y/o epoxi aplicados a los componentes, y/o cualquier otro método adecuado. En algunas modalidades, el ensamble del manguito del diodo 106 al manguito interior con puertos 104 se puede lograr calentando el manguito del diodo 106 y enfriando el manguito interior con puertos 104. Calentar el manguito del diodo 106 puede alargar de manera uniforme el manguito del diodo 106 mientras que enfriar el manguito interior con puertos 104 puede encoger de manera uniforme el manguito interior con puertos 104. En estos estados alargado y encogido, se puede proporcionar una tolerancia de ensamble que es mayor que la tolerancia una vez ensamblados, haciendo que sea más fácil la inserción del manguito interior con puertos 104 en el manguito del diodo 106. Un proceso similar se puede usar para ensamblar el manguito del diodo 106 dentro del manguito exterior con puertos 108, pero con el manguito del diodo 106 enfriado y el manguito exterior con puertos calentado.

En modalidades alternativas el manguito del diodo 106 se puede mover con relación al manguito interior con puertos 104 y el manguito exterior con puertos 108 para permitir la reconfiguración selectiva de una herramienta de control de flujo de fluido 100 a una configuración de control de flujo entrante a partir de una configuración de control de flujo saliente y/o a partir de una configuración de control de flujo saliente a una configuración de control de flujo entrante. Por ejemplo, las herramientas 100, 100' se pueden configurar por tal reconfiguración en respuesta al movimiento longitudinal del manguito del diodo 106 con relación al manguito interior con puertos 104 y al manguito exterior con puertos 108, la rotación del manguito del diodo 106 con relación al manguito interior con puertos 104 y al manguito exterior con puertos 108, o una combinación de los mismos. En modalidades alternativas adicionales una herramienta de control de flujo de fluido puede comprender más o menos diodos de fluido, los diodos de fluido pueden estar más cerca unos con respecto a otros o más separados unos con respecto a otros, los varios diodos de fluido de una herramienta simple pueden proporcionar una variedad de tasas de flujo de fluido máximas, y/o una herramienta simple puede comprender una combinación de diodos configurados para el control de flujo entrante y otros diodos de fluido configurados para el control de flujo saliente.

Se debe apreciar además que las trayectorias de flujo de fluido asociadas con los diodos de fluido se pueden configurar para mantener un área de sección transversal máxima para evitar la obstrucción debido a la materia particulada. En consecuencia, los diodos de fluido pueden proporcionar un control de flujo sin aumentar excesivamente la probabilidad de obstrucción de la trayectoria de flujo. En esta descripción se apreciará que el término "diodo de fluido" se puede distinguir de una válvula de retención simple. Particularmente los diodos de fluido 112 de la presente descripción pueden no evitar de manera absoluta el flujo de fluido en una dirección particular, sino qye, se pueden configurar para proporcionar una resistencia variable al flujo de fluido a través de los diodos de fluido, dependiendo de una dirección del flujo de fluido. Los diodos de fluido 112 se pueden configurar para permitir el flujo de fluido desde una entrada de alta resistencia 124 hacia una entrada de baja resistencia 126 aunque también se configuran para permitir el flujo de fluido desde una entrada de baja resistencia 126 hacia una entrada de alta resistencia 124. Por supuesto, la dirección del flujo de fluido a través de un diodo de fluido 112 puede depender de las condiciones de operación asociadas con el uso del diodo de fluido 112.

Con referencia ahora a la Figura 8 se muestra una modalidad alternativa de un manguito del diodo 300. El manguito del diodo 300 comprende las aberturas del diodo 302, cada una comprendiendo una entrada de alta resistencia y una entrada de baja resistencia. Se apreciará que los sistemas y métodos descritos anteriormente en relación con el uso de los manguitos interiores con puertos 104, los manguitos exteriores con puertos 108, y las cubiertas exteriores perforadas 110 se pueden usar para configurar selectivamente una herramienta que comprende el manguito del diodo 300 para proporcionar la resistencia direccional seleccionada de transferencia de fluido entre los agujeros 114 y los espacios de separación del fluido 116. En esta modalidad las aberturas del diodo 302 se enrollan sustancialmente de manera concéntrica alrededor del eje central 102. En esta modalidad un flujo de fluido generalmente en la dirección de las flechas 304 encuentra una resistencia más alta que la que encontraría un flujo de fluido sustancialmente similar en una dirección opuesta. Por supuesto, las modalidades alternativas adicionales de los manguitos de diodo y de las aberturas del diodo pueden comprender formas y/u orientaciones diferentes.

Con referencia ahora a la Figura 9 se muestra una vista ortogonal de la forma de la abertura del diodo 122 en un despliegue plano sobre una superficie plana.

Con referencia ahora a la Figura 10 se muestra una vista ortogonal de la forma de la abertura del diodo 302 en un despliegue plano sobre una superficie plana.

Con referencia ahora a la Figura 11 se muestra una vista ortogonal de una abertura del diodo 400. La abertura del diodo 400 se configura generalmente de manera que el movimiento del fluido en una dirección opuesta 402 experimenta una resistencia de flujo más alta que el movimiento del fluido en una dirección hacia adelante 404. Se apreciará que la geometría de la obstrucción interior de flujo 406 contribuye a las diferencias direccionales descritas anteriormente en la resistencia de flujo de fluido.

Cpn referencia ahora a la Figura 12 se muestra una vista ortogonal de una abertura del diodo 500. La abertura del diodo 500 se configura generalmente de manera que el movimiento del fluido en una dirección opuesta 502 experimenta una resistencia de flujo más alta que el movimiento del fluido en una dirección hacia adelante 504. La abertura del diodo 500 se configura para su uso con obstrucciones tipo islas 506 que interfieren con el flujo de fluido a través de la abertura del diodo 500. Las obstrucciones 506 se pueden unir a o formarse de manera integral con uno o más de un manguito interior con puertos 104, un manguito del diodo 106, y/o un manguito exterior con puertos 108. En algunas modalidades las obstrucciones 506 se pueden soldar o unir de otra manera al manguito interior con puertos 104.

Con referencia ahora a la Figura 13 se muestra una vista ortogonal de una abertura del diodo 600. La abertura del diodo 600 se configura generalmente de manera que el movimiento del fluido en una dirección opuesta 602 experimenta una resistencia de flujo más alta que el movimiento del fluido en una dirección hacia adelante 604. La abertura del diodo 600 se configura para su uso con obstrucciones tipo islas 606 que interfieren con el flujo de fluido a través de la abertura del diodo 600. Las obstrucciones 606 se pueden unir a o formarse de manera integral con uno o más de un manguito interior con puertos 104, un manguito del diodo 106, y/o un manguito exterior con puertos 108. En algunas modalidades las obstrucciones 606 se pueden soldar o unir de otra manera al manguito interior con puertos 104.

Se describe al menos una modalidad y las variaciones, combinaciones, y/o modificaciones de la(s) modalidad (es) y/o características de la(s) modalidad (es) hechas por un experto en la materia están dentro del alcance de la descripción. Las modalidades alternativas que resultan de combinar, integrar, y/u omitir características de las modalidades están también dentro del alcance de la descripción. Cuando se plantean expresamente rangos o limitaciones numéricas, se debe entender que tales rangos o limitaciones incluyen rangos o limitaciones iterativas de magnitudes similares que caen dentro de los rangos o limitaciones planteados expresamente (por ejemplo, de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 incluye, 2, 3, 4, etc.; mayor de 0.10 incluye 0.11, 0.12, 0.13, etc.). Por ejemplo, donde quiera que se describe un rango numérico con un límite inferior, Rlf y un límite superior, Ru, cualquier número que cae dentro del rango se describe específicamente. En particular, los números siguientes dentro del rango se describen específicamente: R=R!+k* (Ru-R!) , en donde k es una variable en el rango de 1 por ciento a 100 por ciento con un 1 por ciento de aumento, es decir, k es 1 por ciento, 2 por ciento, 3 por ciento, 4 por ciento, 5 por ciento, ...50 por ciento, 51 por ciento, 52 por ciento, 95 por ciento, 96 por ciento, 97 por ciento, 98 por ciento, 99 por ciento, o 100 por ciento. Además, cualquier rango numérico definido por dos números R como se definió anteriormente se describe específicamente también. El uso del término "opcionalmente" con respecto a cualquier elemento de una reivindicación significa que el elemento se requiere, o alternativamente, el elemento no se requiere, ambas alternativas están dentro del alcance de la reivindicación. El uso de términos amplios tal como comprende, incluye, y que tiene, se debe entender que es para proporcionar soporte a términos más limitados tal como que consiste de, que esencialmente consiste de, y comprendido sustancialmente de. En consecuencia, el alcance de la protección no se limita por la descripción expuesta anteriormente sino que se define por las reivindicaciones que siguen, el alcance incluye todos los equivalentes de la materia objeto de las reivindicaciones. Cada una de las reivindicaciones se incorpora como descripción adicional en la descripción y las reivindicaciones son modalidades de la presente invención. La discusión de una referencia en la descripción no es una admisión de que es parte del arte anterior, especialmente cualquier referencia que tiene una fecha de publicación posterior a la fecha de prioridad de esta solicitud. La descripción de todas las patentes, solicitudes de patentes y publicaciones citadas en la descripción se incorporan de esta manera, como referencia, en sus totalidades.

Se hace referencia adicional a las siguientes modalidades específicas: 1. Un método para dar mantenimiento a un hoyo, que comprende: Proporcionar un diodo de fluido en comunicación de fluidos con el hoyo; y transferir un fluido a través del diodo de fluido. 2. El método de la modalidad 1, en donde el diodo de fluido se dispone dentro del hoyo. 3. El método de la modalidad 1 ó 2, en donde la transferencia comprende remover el fluido del hoyo. 4. El método de la modalidad 3, en donde el fluido comprende hidrocarburos producidos desde una formación de hidrocarburos con la cual el hoyo se asocia. 5. El método de la modalidad 1 ó 2, en donde la transferencia comprende proporcionar el fluido al hoyo. 6. El método de la modalidad 5, en donde el fluido comprende vapor. 7. El método de cualquiera de las modalidades anteriores, en donde el diodo de fluido proporciona una resistencia que no aumenta linealmente a la transferencia en respuesta a un aumento lineal en una tasa de flujo de masa de fluido del fluido a través del diodo de fluido. 8. El método de cualquiera de las modalidades anteriores, en donde el diodo de fluido está además en comunicación de fluidos con un agujero interior de una sarta de producción. 9. Una herramienta de control de flujo de fluido, que comprende: Un manguito de diodo tubular que comprende una abertura del diodo un manguito interior tubular con puertos recibido de manera concéntrica dentro del manguito del diodo, el manguito interior con puertos que comprende un puerto interior en comunicación de fluidos con la abertura del diodo; y un manguito exterior tubular con puertos dentro del cual el manguito del diodo se recibe de manera concéntrica, el manguito exterior con puertos que comprende un puerto exterior en comunicación de fluidos con la abertura del diodo; en donde una forma de la abertura del diodo, una localización del puerto interior con relación a la abertura del diodo, y una localización del puerto exterior con relación a la abertura del diodo proporcionan una resistencia de flujo de fluido al flujo transferido hacia el puerto interior desde el puerto exterior y una resistencia de flujo de fluido diferente al flujo transferido hacia el puerto exterior desde el puerto interior. 10. La herramienta de control de flujo de fluido de la modalidad 9, en donde la abertura del diodo se configura para proporcionar un diodo de vórtice. 11. La herramienta de control de flujo de fluido de la modalidad 9 ó 10, que comprende además una cubierta perforada dentro de la cual el manguito exterior con puertos se recibe de manera concéntrica de manera que un espacio de separación del fluido se mantiene entre la cubierta perforada y el manguito exterior con puertos. 12. La herramienta de control de flujo de fluido de la modalidad 9, 10, o 11, en donde una resistencia de flujo de fluido no varía linealmente en respuesta a una variación lineal en una tasa de flujo de masa de fluido de flujo transferido entre el puerto interior y el puerto exterior. 13. Un método para recuperar hidrocarburos de una formación subterránea, que comprende: Inyectar vapor hacia un hoyo que penetra la formación subterránea, el vapor que promueve un flujo de hidrocarburos de la formación subterránea; y recibir al menos una porción del flujo de hidrocarburos; en donde al menos uno de la inyección de vapor y de la recepción del flujo de hidrocarburos se controla mediante un diodo de fluido. 14. El método de la modalidad 13, en donde la recepción del flujo de hidrocarburos se asiste al menos parcialmente por gravedad. 15. El método de la modalidad 13 ó 14, en donde el vapor se inyecta en una localización más alta dentro de la formación que una localización en la cual se recibe el flujo de hidrocarburos . 16. El método de la modalidad 13 ó 14, en donde el vapor se inyecta en una primera porción del hoyo mientras que el flujo de hidrocarburos se recibe desde una segunda porción del hoyo. 17. El método de la modalidad 16, en donde la primera porción del hoyo y la segunda porción del hoyo se desplazan de manera vertical una con respecto a otra. 18. El método de la modalidad 16, en donde la primera porción del hoyo y la segunda porción del hoyo son ambas porciones horizontales del hoyo que se asocian ambas con una porción vertical del hoyo compartida. 19. El método de la modalidad 13, 14, 15, 16, 17, o 18, en donde el vapor se inyecta a través de un diodo de fluido que tiene una configuración de control de flujo saliente mientras que el flujo de hidrocarburos se recibe a través de un diodo de fluido que tiene una configuración de control de flujo entrante. 20. El método de la modalidad 19, en donde al menos uno de los diodos de fluido se asocia con un espacio anular de aislamiento del hoyo que se define al menos parcialmente por un dispositivo de aislamiento zonal.

Claims (20)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes. REIVINDICACIONES

1. Un método para dar mantenimiento a un hoyo, que comprende: Proporcionar un diodo de fluido en comunicación de fluidos con el hoyo; y transferir un fluido a través del diodo de fluido.

2. El método de la reivindicación 1, en donde el diodo de fluido se dispone dentro del hoyo.

3. El método de la reivindicación 1 ó 2, en donde la transferencia comprende remover el fluido desde el hoyo.

4. El método de la reivindicación 3, en donde el fluido comprende hidrocarburos producidos de una formación de hidrocarburos con la cual el hoyo se asocia.

5. El método de la reivindicación 1 ó 2, en donde la transferencia comprende proporcionar el fluido al hoyo.

6. El método de la reivindicación 5, en donde el fluido comprende vapor.

7. El método de cualquiera de las reivindicaciones , en donde el diodo de fluido proporciona una resistencia que no aumenta linealmente a la transferencia en respuesta a un aumento lineal en una tasa de flujo de masa de fluido del fluido a través del diodo de fluido.

8. El método de cualquiera de las reivindicaciones, en donde el diodo de fluido está además en comunicación de fluidos con un agujero interior de una sarta de producción.

9. Una herramienta de control de flujo de fluido, que comprende: Un manguito de diodo tubular que comprende una abertura del diodo; un manguito interior tubular con puertos recibido de manera concéntrica dentro del manguito del diodo, el manguito interior con puertos que comprende un puerto interior en comunicación de fluidos con la abertura del diodo; y un manguito exterior tubular con puertos dentro del cual el manguito del diodo se recibe de manera concéntrica, el manguito exterior con puertos que comprende un puerto exterior en comunicación de fluidos con la abertura del diodo; en donde una forma de la abertura del diodo, una localización del puerto interior con relación a la abertura del diodo, y una localización del puerto exterior con relación a la abertura del diodo proporcionan una resistencia de flujo de fluido al flujo transferido hacia el puerto interior desde el puerto exterior y una resistencia de flujo de fluido diferente al flujo transferido hacia el puerto exterior desde el puerto interior.

10. La herramienta de control de flujo de fluido de la reivindicación 9, en donde la abertura del diodo se configura para proporcionar un diodo de vórtice.

11. La herramienta de control de flujo de fluido de la reivindicación 9 ó 10, que comprende además una cubierta perforada dentro de la cual el manguito exterior con puertos se recibe de manera concéntrica de manera que un espacio de separación del fluido se mantiene entre la cubierta perforada y el manguito exterior con puertos.

12. La herramienta de control de flujo de fluido de la reivindicación 9, 10, o 11, en donde una resistencia de flujo de fluido no varía linealmente en respuesta a una variación lineal en una tasa de flujo de masa de fluido de flujo transferido entre el puerto interior y el puerto exterior.

13. Un método para recuperar hidrocarburos de una formación subterránea, que comprende: Inyectar vapor hacia un hoyo que penetra la formación subterránea, el vapor que promueve un flujo de hidrocarburos de la formación subterránea; y recibir al menos una porción del flujo de hidrocarburos; en donde al menos uno de la inyección de vapor y de la recepción del flujo de hidrocarburos se controla mediante un diodo de fluido.

14. El método de la reivindicación 13, en donde la recepción del flujo de hidrocarburos se asiste al menos parcialmente por gravedad.

15. El método de la reivindicación 13 ó 14, en donde el vapor se inyecta en una localización más alta dentro de la formación que una localización en la cual se recibe el flujo de hidrocarburos .

16. El método de la reivindicación 13 ó 14, en donde el vapor se inyecta hacia una primera porción del hoyo mientras que el flujo de hidrocarburos se recibe de una segunda porción del hoyo.

17. El método de la reivindicación 16, en donde la primera porción del hoyo y la segunda porción del hoyo se desplazan de manera vertical una con respecto a otra.

18. El método de la reivindicación 16, en donde la primera porción del hoyo y la segunda porción del hoyo son ambas porciones horizontales del hoyo que se asocian ambas con una porción vertical del hoyo compartida.

19. El método de la reivindicación 13, 14, 15, 16, 17, o 18, en donde el vapor se inyecta a través de un diodo de fluido que tiene una configuración de control de flujo saliente mientras que el flujo de hidrocarburos se recibe a través de un diodo de fluido que tiene una configuración de control de flujo entrante.

20. El método de la reivindicación 19, en donde al menos uno de los diodos de fluido se asocia con un espacio anular de aislamiento del hoyo que se define al menos parcialmente por un dispositivo de aislamiento zonal.