NO20120071A1 - Apparat og fremgangsmate for a styre vanninnstromning i bronnboringer - Google Patents

Abstract

Et apparat for å styre en strømning av et formasjonsfluid er fremskaffet som i èn utførelse kan innbefatte et rør med en eller flere fluidstrømningspassasjer og en strømningsstyringsanordning formet fra et partikkel materiale og et hydrofilmateriale og strømningsstyringsanordningen er tilstøtende røret og er konfigurert for å motta formasjonsfluid som strømmer i en vesentlig radial retning når plassert i en brønnboring.

Description

KRYSSREFERANSE TIL RELATERTE SØKNADER

Denne søknad krever prioritet fra US patentsøknad nr. 12/533508, som er en delvis fortsettelse av US patentsøknad serie nr. 12/191921, innlevert 14. august, 2008, US patentsøknad serie nr. 11/871685, innlevert 12. oktober 2007 og US patentsøknad serie nr. 11/875669, innlevert 19. oktober 2007.

BAKGRUNN FOR DENNE OPPFINNELSE

1. Området for oppfinnelsen

Denne oppfinnelse angår generelt apparater og fremgangsmåter for selektiv eller adaptiv styring av fluidstrømning inn i en brønn.

2. Beskrivelse av relatert teknikk

[0001]Hydrokarboner slik som olje og gass er gjenvunnet fra en underjordisk formasjon ved å benytte en brønnboring boret inn i formasjonen. Slike brønner er typisk komplettert ved å plassere et foringsrør langs brønnboringslengden og perforere foringsrøret tilstøtende hver slik produksjonssone for å trekke ut formasjonsfluidene (slik som hydrokarboner) inn i brønnboringen. Disse produksjonssoner er noen ganger atskilt fra hverandre ved å installere en pakning mellom produksjonssonene. Fluid fra hver produksjonssone som går inn i brønn-boringen er trukket inn i et rør som løper til overflaten. Det er ønskelig å ha vesentlig jevn drenering langs produksjonssonen. Ujevn drenering kan resultere i uønskede forhold slik som en invasiv gasskonus eller vannkonus. I tilfellet med for eksempel en oljeproduserende brønn, kan en gasskonus forårsake en inn-strømning av gass inn i brønnboringen som betydelig kan redusere oljeproduk-sjonen. På samme måte kan en vannkonus bevirke en innstrømning av vann inn i oljeproduksjonsstrømmen som reduserer mengden og kvaliteten av den produ-serte olje. Følgelig er det ønskelig å tilveiebringe jevn drenering over en produksjonssone og/eller evnen til selektivt å stenge av eller redusere innstrømning innen produksjonssoner som erfarer en uønskelig innfluks av vann og/eller gass.

[0002]Den foreliggende oppfinnelsen adresserer disse og andre behov i den tidligere kjente teknikk.

SAMMENFATNING

[0003]I aspekter tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse et apparat for å styre fluidstrømning inn i en brønnboring. Apparatet, i én utførelse, kan innbefatte et rør med én eller flere passasjer og en strømningsstyringsanordning formet fra et partikkelmateriale og hydrofilmateriale, strømningsstyringsanordning utformet for å motta formasjonsfluid langs en radial retning til en langsgående akse av røret. I en annen utførelse kan apparatet innbefatte en innstrømningsstyringsanordning som innbefatter et flertall av strømningsbaner som transporterer fluidet fra formasjonen inn i boringen til brønnboringsrøret. To eller flere av strømningsbanene kan være i hydraulisk parallell innretning for å tillate fluid å strømme inn på en parallell måte. Et reaktivt media kan være anbrakt i to eller flere av strømningsbanene. Det reaktive media kan forandre permeabilitet ved å virke sammen med et valgt fluid. I utførelser kan det reaktive media reagere med vann. I noen anvendelser kan en strømningsbane være innrettet i rekkefølge med de parallelle strømningsbaner. I utførelser kan apparatet innbefatte et strømningsstyringselement hvor hydraulisk parallelle strømningsbaner er formet. I aspekter kan det reaktive media innbefatte en relativ permeabilitetsmodifiserer (eng. Relative Permeability Modifier). I utførelser kan det reaktive media øke en motstand mot strømning ettersom vanninnholdet øker i fluidet fra formasjonen og minsker en motstand mot strømning ettersom vanninnhold avtar i fluidet fra formasjonen. Det reaktive media kan være formulert for å forandre en parameter relatert til strømningsbanen. Eksemplifiserende parametere innbefatter, men er ikke begrenset til, permeabilitet, buktethet, turbulens, viskositet og tverrsnittsstrømningsareal.

[0004]I aspekter tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for å lage en strømningsstyringsanordning. I ett aspekt kan fremgangsmåten innbefatte tilveie-bringing av en strømningsstyringsanordning formet fra et reaktivt media, strøm-ningsstyringsanordningen er tilstøtende røret og utformet for å motta formasjonsfluid som strømmer inn en vesentlig radial retning til et rørs langsgående akse når plassert i en brønnboring, hvori det reaktive media er utformet for å styre en strømning av et fluid inn i en brønnboring. Et annet aspekt er en fremgangsmåte for å styre strømning av et fluid inn i en brønnboring fremskaffet, som kan innbefatte transportering av fluid via et flertall av strømningsbaner fra formasjonen inn i brønnboringsrøret; og styring av en motstand mot strømning i et flertall av strømningsbaner ved å benytte et reaktivt media anbrakt i to eller flere av strømningsbanene. To eller flere av strømningsbanene kan være i hydraulisk parallell innretning. I aspekter kan fremgangsmåten også innbefatte rekonfigu-rering av det reaktive media på stedet.

[0005]I aspekter tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse videre et system for styring av en strømning av et fluid fra en underoverflateformasjon. Systemet kan innbefatte et brønnboringrør med en boring konfigurert for å transportere fluid fra overflateformasjonen til overflaten; en innstrømningsstyringsanordning posisjonert i brønnboringen; en hydraulisk krets formet i innstrømningsstyringsanordningen som transporterer fluidet fra formasjonen inn i boringen av brønnboringsrøret; og et reaktivt media anbrakt i den hydrauliske krets som forandrer permeabilitet ved å virke sammen med et valgt fluid. Den hydrauliske krets kan innbefatte to eller flere hydraulisk parallelle strømningsbaner. I aspekter kan systemet innbefatte et konfigurasjonsverktøy som konfigurerer det reaktive media på stedet. Den hydrauliske krets kan innbefatte et første sett av parallelle strømningsbaner i rekke-innretning med et andre sett av parallelle strømningsbaner.

[0006]Det skal forstås at eksempler på de mer viktige egenskaper av oppfinnelsen har blitt oppsummert heller bredt for at den detaljerte beskrivelse derav som følger bedre skal forstås, og for at bidragene til teknikken skal forstås. Det er selvfølgelig ytterligere egenskaper av oppfinnelsen som vil beskrives heretter og som vil danne gjenstanden for de vedføyde kravene.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0007]Fordelene og ytterligere aspekter av oppfinnelsen vil lett forstås av de som er normalt faglært på området da denne vil bedre forstås med referanse til den følgende detaljerte beskrivelse sett i forbindelse med de vedføyde tegninger hvor like referansenumre angir like eller lignende elementer ut gjennom de forskjellige figurer at tegningen og hvori:

[0008] Figur 1 er et skjematisk elevasjonsriss av en eksemplifiserende multisone-brønnboring og produksjonssammenstilling som innbefatter et innstrømnings-styringssystem i henhold til én utførelse av den foreliggende oppfinnelse;

[0009] Figur 2 er et skjematisk elevasjonsriss av en eksemplifiserende åpenhulls produksjonssammenstilling som innbefatter et innstrømningsstyringssystem i henhold til én utførelse av den foreliggende oppfinnelse;

[0010]Figur 3 er et skjematisk tverrsnittsriss av en eksemplifiserende produksjonsstyringsanordning laget i henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse;

[0011]Figur 4 illustrerer skjematisk en eksemplifiserende innstrømningsstyrings-anordning laget i henhold til én utførelse av den foreliggende oppfinnelse;

[0012]Figur 5 og 6 illustrerer eksemplifiserende responser for innstrømnings-styringsanordninger laget i henhold til den foreliggende oppfinnelse;

[0013]Figur 7 illustrerer skjematisk et eksemplifiserende arrangement for strømningsstyringselementer benyttet i en innstrømningsstyringsanordning laget i henhold til den foreliggende oppfinnelse;

[0014]Figur 8 illustrerer skjematisk en underoverflate-produksjonsanordning som benytter innstrømningsstyringsanordninger laget i henhold til den foreliggende oppfinnelse og en illustrativ konfigurasjonsanordning for å konfigurere slike inn-strømningsstyringsanordninger; og

[0015]Figur 9 illustrerer skjematisk en eksemplifiserende produksjonsstyringsanordning laget i henhold til én utførelse av den foreliggende oppfinnelse.

DETALJERT BESKRIVELSE AV DE FORETRUKNE UTFØRELSER

[0016]Den foreliggende oppfinnelse angår anordninger og fremgangsmåter for å styre fluidproduksjon ved en hydrokarbonproduserende brønn. Den foreliggende oppfinnelse er mottakelig for utførelser av forskjellige former. Det er vist i tegningene, og vil heri beskrives i detalj, spesifikke utførelser av den foreliggende oppfinnelse med den forståelse at den foreliggende oppfinnelse skal anses som en eks-emplifisering av prinsippene i oppfinnelsen, og er ikke ment å begrense oppfinnelsen til det som er illustrert og beskrevet heri.

[0017]I utførelser kan strømningen av formasjonsfluider inn i brønnboringsrøret til en oljebrønn være styrt, i det minste delvis, ved å benytte en innstrømnings-styringsanordning som inneholder et media som kan reagere med én eller flere spesifiserte fluider produsert fra en undergrunnsformasjon. Interaksjon kan kalibreres eller konstrueres slik at en strømningsparameter (f.eks. strømnings-mengde) av det innstrømmede formasjonsfluid varierer i henhold til et forhånds bestemt forhold til en valgt fluidparameter (f.eks. vanninnhold, fluidhastighet, gassinnhold, etc). Media kan innbefatte et materiale som øker kjemisk, ionisk, og/eller mekanisk med en komponent av de innstrømmende formasjonsfluider på en forhåndsbestemt måte. Denne interaksjon kan variere en motstand mot strømning over innstrømningsstyringsanordningen slik at en ønsket verdi eller verdier for en valgt strømningsparameter slik som strømningsmengde er etablert for innstrømningsanordning. Idet læren i den foreliggende oppfinnelse kan anvendes for en varietet av underoverflateapplikasjoner, vil for enkelhets skyld illustrative utførelser av slike innstrømningsstyringsanordninger beskrives i sammenhengen med hydrokarbon-produksjonsbrønner.

[0018]Med referanse initielt til fig. 1 er det der vist en eksemplifiserende brønn-boring 10 som har blitt boret gjennom jorden 12 og inn i et par av formasjoner 14, 16 fra hvilke det er ønskelig å produsere hydrokarboner. Brønnen 10 er foret med metallforing og sement, og er kjent på fagområdet, og et antall av perforeringer 18 penetrerer og strekker seg inn i formasjonene 14, 16 slik at produksjonsfluider kan strømme fra formasjonene 14, 16 inn i brønnboringen 10. Brønnboringen 10 håret avviket, eller vesentlig horisontalt ben 19. Brønnboringen 10 haren sentrinns produksjonssammenstilling, generelt indikert ved 20, anbrakt deri ved en rørstreng 22 som strekker seg nedover fra et brønnhode 24 ved overflaten 26 av brønn-boringen 10. Produksjonssammenstilling 20 danner en innvendig aksial strøm-ningsboring 28 langs sin lengde. Et ringrom 30 er dannet mellom produksjonssammenstilling 20 og brønnboringsfdringsrøret. Produksjonssammenstilling 20 har et avviket, generelt horisontalt parti 32 som strekker seg langs det avvikede ben 19 til brønnboringen 10. Produksjonsnippler 34 er posisjonert ved valgte punkter langs produksjonssammenstillingen 20. Valgfritt er hver produksjonsanordning 34 isolert innen brønnboringen 10 ved et par av pakningsanordninger 36. Selv om kun to produksjonsanordninger 34 er vist i fig. 1, kan det i virkeligheten være et stort antall av slike produksjonsanordninger anordnet i rekkefasong langs det horisontale parti 32.

[0019]Hver produksjonsanordning 34 viser en produksjonsstyringsanordning 38 som er benyttet for å bestemme én eller flere aspekter av en strømning av én eller flere fluider inn i produksjonssammenstilling 20. Som benyttet heri innbefatter betegnelsen "fluid" eller "fluider" væsker, gasser, hydrokarboner, multifase-fluider, blandinger av to eller flere fluider, vann, saltlake, konstruerte fluider slik som boreslam, fluider injisert fra overflaten slik som vann, og naturlig oppstående fluider slik som olje og gass. I tillegg skal referanser til vann betraktes til også å innbefatte vannbaserte fluider; f.eks. saltlake eller saltvann. I henhold til utførelser av den foreliggende oppfinnelse kan produksjonsstyringsanordningen 38 ha et antall av alternative konstruksjoner som sikrer selektiv operasjon og styrt fluid-strømning derigjennom.

[0020]Figur 2 illustrerer et eksemplifiserende åpenhulls brønnboringsarrangement 11 hvori produksjonsanordningene til den foreliggende oppfinnelse kan benyttes. Konstruksjon og operasjon av åpenhulls brønnboringen 11 er lik med de fleste henseender til brønnboringen 10 beskrevet tidligere. Brønnboringsarrangementet 11 har imidlertid et uforet og ikke sementert borehull som er direkte åpen til formasjonene 14, 16. Produksjonsfluider strømmer derfor direkte fra formasjonene 14, 16 og inn i ringrommet 30 som er dannet mellom produksjonssammenstilling 21 og veggen av brønnboringen 11. Det er ingen perforeringer, og åpenhulls pakninger 36 kan være benyttet for å isolere produksjonsstyringsanordningene 38. Opprinnelsen av produksjonsstyringsanordningen er slik at fluidstrømningen er rettet fra formasjonen 16 direkte til den nærmeste produksjonsanordning 34, og således resulterer i en balansert strømning. I noen tilfeller kan pakninger være utelatt fra åpenhullskompletteringen.

[0021]Nå med referanse til fig. 3 er det der vist en utførelse av en produksjonsstyringsanordning 100 for å styre strømningen av fluider fra et reservoar inn i en strømningsboring 102 til et rør 104 langs en produksjonsstreng (f.eks. rørstreng 22 i fig. 1). En åpning 122 tillater fluid å strømme mellom produksjonsstyringsanordningen 100 og strømningsboringen 102. Strømningsstyringen kan være en funksjon av én eller flere karakteristikker eller parametere av formasjonsfluidet, innbefattende vanninnhold, trykk, fluidhastighet, gassinnhold, etc. Videre kan styreanordningen 100 være fordelt langs en seksjon av en produksjonsbrønn for å tilveiebringe fluidstyring ved flere lokaliseringer. Dette kan fordelaktig være for eksempel for å utjevne produksjonsstrømning av olje i situasjoner hvor en større strømningsmengde er antatt ved en "hel" av en horisontal brønn, enn ved "tåen" til den horisontale brønn. Ved passende konfigurering av produksjonsstyringsanordningen 100, slik som ved trykkutjevning eller ved begrensning av inn- strømning av gass eller vann, kan en brønneier øke sannsynligheten for at et oljebærende reservoar vil dreneres effektivt. Eksemplifiserende produksjonsstyringsanordninger er omtalt heri nedenfor.

[0022] Produksjonsstyringsanordningen 100 kan innbefatte én eller flere av de følgende komponenter: en partikkelmaterial-styringsanordning 110 for å redusere mengden og størrelsen av partikler medfulgt i fluidene, en strømningsstyrings-anordning 120 som styrer én eller flere dreneringsparametere, og/eller en innstrømningsstyringsanordning 130 som styrer strømning basert på sammen-setningen av innstrømningsfluidet. Partikkelstyringsanordningen 110 kan innbefatte kjente anordninger slik som sandfiltre og tilhørende gruspakker. Innstrømningsstyringsanordningen 120 innbefatter et flertall av strømningsbaner mellom en formasjon og et brønnboringsrør som kan være konfigurert for å styre én eller flere strømningsegenskaper slik som strømningsmengder, trykk, etc. For eksempel kan strømningsstyringsanordningen 120 benytte en spiralstrømnings-bane for å redusere en strømningsmengde av det innstrømmende fluid. Idet innstrømningsstyringsanordningen 130 er vist nedstrøms av partikkelstyringsanordningen 110 i fig. 3, skal det forstås at innstrømningsstyringsanordningen 130 kan være posisjonert hvor som helst langs en strømningsbane mellom formasjonen og strømningsboringen 102. Foreksempel kan innstrømningsstyrings-anordningen 130 være integrert i partikkelstyringsanordningen 110. Videre kan innstrømningsstyringsanordningen være en "stående alene" anordning som kan være benyttet med en partikkelstyringsanordning 110 eller strømningsstyrings-anordning 120. Illustrative utførelser er beskrevet nedenfor.

[0023]Ved å gå til fig. 4 er det der vist en eksemplifiserende utførelse av en innstrømningsstyringsanordning 130.1 en utførelse kan innstrømningsstyrings-anordningen 130 være konfigurert for å tilveiebringe dynamisk styring av én eller flere strømningsparametere forbundet med innstrømningsfluidet. Ved dynamikk betyr det at innstrømningsstyringsanordningen 130 kan påtvinge et forhåndsbestemt strømningsregime som er en funksjon av én eller flere variable nedhulls-forhold slik som mengden av vann i et innstrømningsfluid. Eksemplifiserende strømningsregimer eller funksjonsresponser benyttet med innstrømnings-styringsanordning 130 er omtalt nedenfor.

[0024]Nå med referanse til fig. 5 er det der vist illustrative strømningsregimer som kan benyttes med innstrømningsstyringsanordningen 130. Som vist i fig. 5 kan en strømningsmengde være styrt i samsvar med mengden av vann, eller vanninnhold, i et fluid som strømmer gjennom innstrømningsstyringsanordning 130.1 fig. 5 svarer x-aksen til en prosent av vann i innstrømningsfluidet, eller "vannkutt", og y-aksen svarer til en prosent av maksimal strømningsmengde gjennom innstrømningsstyringsanordning 130. Innstrømningsstyringsanordningen kan være konfigurert med en varietet av forskjellige forhåndsbestemte responser til vanninnhold og forandringer i vanninnhold i det innstrømmende fluid. Disse responser kan i utførelser være kjennetegnet ved et matematisk forhold. I tillegg kan innstrømningsstyringsanordningen 130 styre strømningsmengder ettersom vanninnhold både øker og avtar. Det vil si at strømningsmengdestyringen kan være biretningsmessig, reversibel og dynamisk/adaptiv. Ved dynamisk/adaptiv betyr det at innstrømningsstyringsanordning 130 reagerer på forandringer i brønnhullsmiljøet. I tillegg kan det biretningsmessige eller reversible aspekt av innstrømningsstyringsanordningen 130 være opprettholdt ved konfigurering av innstrømningsstyringsanordning 130 for alltid å tillate en minimal mengde av strømning selv ved meget høye vannkutt (avstengninger).

[0025]I et første eksempel kan oppførselen til innstrømningsstyringsanordning 130 kjennetegnes ved ledning 140 hvor strømningsmengder er holdt vesentlig konstant når innstrømningen er for det meste vann eller for det meste olje men variert i det mellomliggende området hvor olje-vann forholdet er mer balansert. Ledningen 140 kan ha et første segment representert mellom punkt 142 og punkt 144 hvor en generelt statisk eller fast maksimal strømningsmengde, f.eks. en-hundredels prosent, er fremskaffet for vannkutt som varierer fra omkring null prosent til kanskje femti prosent. Fra punkt 144 til punkt 146 varierer strømnings-mengde omvendt og på en lineær måte med økningen i vannkutt. Punkt 146 kan grovt sett representere en strømningsmengde på ti prosent ved et vannforhold på åttifem prosent. Deretter forandrer ikke økningen i vannkutt utover åttifem prosent strømningsmengden. Det vil si at strømningsmengden kan forbli ved ti prosent for vannkutt utover åttifem prosent. Innstrømningsstyringsanordning 130 kan være konfigurert for å styre strømningsmengder i begge retninger langs ledning 140.

[0026]I et andre eksempel kan oppførselen til innstrømningsstyringsanordning 130 kjennetegnes ved ledning 148 hvor strømningsmengden er variert omvendt med vannkutt så lenge som vannkuttet forblir under en terskelverdi. Over terskelverdien er strømningsmengden holdt vesentlig konstant. Ledningen 148 kan ha et første segment representert mellom punkt 142 og punkt 150. Punkt 142 kan representere en maksimal strømningsmengde ved null prosent vannkutt og punkt 150 kan representere ti prosent strømningsmengde ved femti prosent vannkutt. Ledningen mellom punkt 142 og punkt 150 kan være tilnærmet ved et matematisk forhold hvor strømningsmengden varierer omvendt og ikke lineært med økningen i vannkutt. Deretter forandrer ikke økninger i vannkutt utover femti prosent strømningsmengden. Det vil si at strømningsmengden kan forbli ved ti prosent for vannkutt utover femti prosent.

[0027]I et tredje eksempel kan oppførselen til innstrømningsstyringsanordning 130 kjennetegnes ved ledningen 152 hvor strømningsmengde i forhold til vannkutt styres av et relativt komplekst forhold for et parti av vannkuttområdet. Ledningen 152 kan innbefatte flere segmenter 154, 156, 158 mellom punkter 142 og 150. Hvert segment 154, 156,158 kan reflektere forskjellige forhold for strømnings-mengde i forhold til vannkutt. Det første segment 154 kan benytte en bratt negativ helning og være lineær. Det andre segment 156 kan være en platåtype av område hvor strømningsmengde ikke varierer med forandringer i vannkutt. Det tredje segment 158 kan være et relativt ikke-lineært område hvor strømningsmengden varierer omvendt med vannkutt, men ikke i henhold til en glatt kurve. Deretter forandrer ikke økningen i vannkutt utover femti prosent strømningsmengden. Det vil si at strømningsmengden kan forbli ved ti prosent for vannkutt utover femti prosent.

[0028]Nå med referanse til fig. 6 er det der vist andre illustrative strømnings-regimer som kan benyttes av innstrømningsstyringsanordning 130.1 fig. 6 svarer x-aksen til en prosent av vann i innstrømningsfluidet, eller "vannkutt", og y-aksen svarer til en prosent av maksimal strømningsmengde gjennom innstrømnings-styringsanordningen 130. Innstrømningsstyringsanordningen 130 kan være konfigurert med en relativt kompleks respons for forandringer i vannkutt. Videre kan strømningsmengden for et gitt vannkutt være en funksjon av vannkutt tidligere påtruffet av innstrømningsstyringsanordning 130. Det vil si at idet innstrømnings- styringsanordning 130 kan være biretningsmessig eller reversibel, kan en første strømningsmengde-til-vannkutt forhold styre strømningsmengder ettersom vannkutt øker og en andre strømningsmengde-til-vannkutt forhold kan styre strøm-ningsmengde ettersom vannkutt (avstengning) avtar.

[0029]For eksempel kan en ledning 160 som illustrerer en asymmetrisk respons til vannkuttvariasjoner defineres ved punkter 162, 164,166, 168 og 170. Ved punkt 162 er en maksimal strømningsmengde fremskaffet for null vannkutt. Ettersom vannkutt øker, er strømningsmengden redusert på en relativt lineær måte opptil punkt 164, som kan representere en ti prosent strømningsmengde ved seksti prosent vannkutt. Fra punkt 164 til punkt 166, som kan være nitti prosent vannkutt eller høyere, forblir strømningsmengden relativt uforandret ved ti prosent. Ettersom vannkutt avtar fra et eller annet punkt mellom 164 og punkt 166, fremviser innstrømningsstyringsanordningen 130 en annen strømningsmengde for vannkutt-forholdforbindelse. For eksempel, ettersom vannkutt avtar fra punkt 166, kan strømningsmengden forbli uforandret opptil punkt 168. Det vil si at strømnings-mengderesponsen ikke følger en bane langs linjen mellom punkt 164 og 162. Punkt 168 kan representere en ti prosent strømningsmengde ved femti prosent vannkutt. Ettersom vannkutt faller under femti prosent, øker strømningsmengden i henhold til linjen mellom punkt 168 og punkt 170. Det skal bemerkes at ettersom vannkutt går tilbake til null, kan strømningsmengden være lavere enn den maksimale strømningsmengde ved punkt 162. Således, idet responslinjen 160 reflekterer en reversibel eller biretningsmessig oppførsel av innstrømningsstyrings-anordning 130, behøver ikke strømningsmengdevariasjonen forbundet med økende vannkutt svare til eller stemme overens med strømningsmengde-variasjonen forbundet med avtagende vannkutt. Denne asymmetriske oppførsel kan forhåndsbestemmes ved å formulere det reaktive materialet til varierende respons som en funksjon av retningsforandringen i vannavstengning. I andre tilfeller kan den asymmetriske oppførselen komme av begrensninger i et materials evne til fullstendig å gå tilbake til en tidligere form, tilstand eller forhold. I enda andre tilfeller kan en tidsforsinkelse oppstå mellom en tid som en vannavstengning sprer seg i det innstrømmende fluid og tiden som vannet reagerer sammen med det reaktive materialet er skyvet bort eller tilstrekkelig fjernet fra det reaktive materialet for å tillate materialet å returnere til en tidligere tilstand.

[0030]En annen respons hvor strømningsmengden er avhengig av retningen av forandring i vannavstengning er vist ved linje 172. Linje 172 kan være definert ved punkter 162, 174, 176 og 170. Ved punkt 162 er en maksimal strømningsmengde fremgangsskaffet for null vannkutt. Ettersom vannkutt øker er strømningsmengden redusert på en relativt lineær måte opptil punkt 174, som kan representere en ti prosent strømningsmengde ved førti prosent vannkutt. Fra punkt 174 til punkt 176 forblir strømningsmengdene relativt uforandret ved ti prosent ettersom vannkutt avtar. Ettersom vannkutt avtar fra punkt 176, øker strømningsmengden i henhold til linjen eller kurven mellom punkt 176 og punkt 170. Det skal bemerkes at ettersom vannkutt går tilbake til null, kan strømningsmengden være lavere enn den maksimale strømningsmengde ved punkt 162. Således, som tidligere, idet responslinjen 172 reflekterer en reversibel eller biretningsmessig oppførsel av innstrømningsstyringsanordning 130, behøver ikke strømningsmengdevariasjonen forbundet med økende vannkutt å svare til eller passe sammen med strømnings-mengdevariasjonen forbundet med avtagende vannkutt.

[0031]Nå med referanse til fig. 4, kan i utførelser innstrømningsstyringsanordning 130 innbefatte én eller flere strømningsstyringselementer 132a, b, c som samar-beider for å etablere et spesielt strømningsregime eller styring av en spesiell strømningsparameter for det innstrømmende fluid. Idet tre strømningsstyrings-elementer er vist, skal det forstås at ethvert antall kan benyttes. På grunn av at strømningsstyringselementene 132a, b, c kan være generelt like i sin opprinnelse, er for letthets skyld referanser gjort kun til strømningsstyringselementet 132a. Strømningsstyringselementet 132a, som kan være formet som en skive eller ring, kan innbefatte en periferisk rekke av én eller flere strømningsbaner 134. Strøm-ningsbanene 134 tilveiebringer en ledning som tillater fluid å traversere eller krysse legemet av strømningsstyringselementet 132a. Det vil forstås at strøm-ningsbaner 134 tilveiebringer hydraulisk parallell strømning over strømnings-styringselementet 132a. Hydraulisk parallell, i ett aspekt, refererer til to eller flere ledninger som hver uavhengig tilveiebringer en fluidbane til et felles punkt eller en fluidbane mellom to felles punkter. I et annet aspekt innbefatter hydraulisk parallelle strømningsbaner strømningsbaner som deler to felles punkt (f.eks. et oppstrøms punkt og et nedstrøms punkt). Ved å dele betyr det fluidkommunikasjon eller hydraulisk forbindelse med det felles punkt.

[0032]Således tilveiebringer generelt strømningsbanene 134 fluidstrømning over hver av deres tilhørende strømningsstyringselementer 132a, b, c. Selvfølgelig, hvis kun en enkelt strømningsbane 134 er tilstede, så er strømningen bedrekarakterisertsom en rekkestrømning over strømningsstyringselementet 132a, b, c.

[0033]I utførelser kan hver strømningsbane 134 være delvis eller fullstendig pakket eller fylt med et reaktivt permeabelt media 136 som styrer en motstand mot fluidstrømning på en forhåndsbestemt måte. Passende elementer for å inneholde det reaktive media 136 i strømningskanalene innbefatter, men er ikke begrenset til, filtre, sintrerte kulepakker, fibernett, etc. Det permeable media 136 kan være konstruert eller kalibrert for å reagere sammen med én eller flere valgte fluider i innstrømningsfluidet for å variere eller styre en motstand mot strømning over strømningsbanen som det reaktive media 136 oppholder seg. Ved kalibrere eller kalibrert betyr det at én eller flere karakteristikker relatert til kapasiteten av media 136 for å reagere med vann eller annen fluidkomponent er med hensikt avpasset eller justert for å oppstå på en forhåndsbestemt måte eller i samsvar med en forhåndsbestemt tilstand eller sett av tilstander. I ett aspekt er motstanden styrt ved å variere permeabiliteten over strømningsbanen 134.1 ett aspekt kan det reaktive permeable media 136 innbefatte partikler belagt med et hydrofilisk materiale (også referert til som relativ permeabilitetspolymer). I ett aspekt kan det hydrofile materialet være et polymer som er tilført de utvalgte materialer, slik som åpent celleskum, sandpartikler, keramiske partikler, metallpartikler eller en kombinasjon derav for å danne det reaktive permeable media 136.

[0034]Nå med referanse til fig. 7 er strømningsbanen til det innstrømmende fluid over innstrømningsstyringsanordning 130 skjematisk illustrert som en hydraulisk krets. Som vist er strømningsstyringselementene 132a, b, c anordnet på en rekkefasong mens strømningsbanene 134 a1-an, b1-bn, c1-cn innen hvert strømnings-styringselement 132a, b, c er hydraulisk parallelle. I dette henseende kan strøm-ningsbanene anses avgrenet som bygger opp den hydrauliske krets. For eksempel innbefatter strømningsstyringselement 132a et flertall av strømningsbaner 134a1-an, hver av hvilke kan være konstruksjonsmessig parallell. Det vil si at hver strømningsbane 134a tilveiebringer en hydraulisk uavhengig ledning over strømningsstyringselementet 132a. Hver av strømningsstyringselementene 132a, b, c kan være atskilt ved et ringformet strømningsrom 138.1 en eksemplifiserende strømningstilstand strømmer fluid på en parallell måte fra et felles punkt via minst to grener/strømningsbaner 134 over det første strømningsstyringselement 132a. Strømningsbanene 134 i det første strømningsstyringselement 132a kan hver fremvise den samme eller forskjellig motstand mot strømning for dette fluid og denne motstand kan variere avhengig av fluidsammensetning, for eksempel vannkutt (avstengning). Fluidet går så ut ved et felles punkt og blander seg i det ringformede rom 138 som atskiller det første strømningsstyringselement 132a og det andre strømningsstyringselement 132b. Fluidet strømmer på en parallell måte over det andre strømningsstyringselement 132a og blander seg i det ringformede rom 138 som atskiller det andre strømningsstyringselement 132b og det tredje strømningsstyringselement 132c. Strømningsbanene 134 i det andre strømnings-styringselement 132b kan også hver fremvise den samme eller forskjellig motstand mot strømning for dette fluid. Et lignende strømningsmønster oppstår gjennom de gjenværende strømningsstyringselementer. Det skal forstås at hvert strømningsstyringselement 132a, b, c så vel som hvert ringformet rom 138 kan være individuelt konfigurert for å indusere en forandring i en strømningsparameter eller påføre en spesiell strømningsparameter (f.eks. trykk eller strømnings-mengde). I ett aspekt kan den hydrauliske krets innbefatte sett av grener som er seriemessig innrettet. Én eller flere av settet av grener kan ha to eller flere grener som er hydraulisk parallelle. Således utvider bruken av en kombinasjon av rekke og parallelle strømningsbaner så vel som de ringformede rom området og raffinert-heten av responsen til innstrømningsstyringsanordningen 130 for å forandre seg i vannavstengning i det innstrømmende fluid.

[0035]For eksempel kan i utførelser det reaktive permeable media 136 i det minste to av strømningsbanene 134a1-an være formulert for å reagere forskjellig når eksponert for en samme vannavstengning. For eksempel kan for en 15% vannavstengning, media i halvparten av strømningsbanene 134a1-an ha en første relativt lav motstand mot strømning (f.eks. relativt høy permeabilitet) mens media i den andre halvdel av strømningsbanene 134a1-an kan ha en høy motstand mot strømning (f.eks. relativt lav permeabilitet). I et annet eksempel kan media i hvert av strømningsbanene 134a1-an ha en distinkt og forskjellig respons til spesiell vannavstengning. Således kan for eksempel det permeable media 136 i inn-strømningsbanene 134a1 fremvise en vesentlig minskning i permeabilitet når utsatt for en 15% vannavstengning og media 136 i strømningsbanene 134a1 kan fremvise en vesentlig minskning i permeabilitet kun når den er utsatt for en 50% vannavstengning. Mediet 136 i de mellomliggende strømningsbaner, media 136a2-a(n-1), kan hver fremvise en graduert eller proporsjonal minskning i permeabilitet for vannavstengningsverdier mellom 15% og 50%. Det vil si at media i en av disse mellomliggende strømningsbaner kan fremvise en inkrementalt forskjellig reaksjon for en vannavstengning enn media i en tilstøtende strømnings-bane. Strømningsbanene i strømningselementene 132b, c kan være konfigurert på samme måte eller på en annen måte.

[0036]På en måte noe analog med en elektrisk krets kan derfor permeabiliteten/ motstanden i hver av strømningsbanene til innstrømningsstyringsanordningen 130 så vel som deres relative konstruksjon (f.eks. parallelle og/eller rekkegrener) være valgt for å muliggjøre at innstrømningsstyringsanordningen 130 fremviser en ønsket respons for en påført inngang. I tillegg kan permeabiliteten/motstanden være relativ til vannavstengning og derfor variabel. Det vil således forstås at mange varianter eller permutasjoner er tilgjengelig og kan benyttes for å oppnå et forhåndsbestemt strømningsregime eller karakteristikk for innstrømningsstyrings-anordningen 130.

[0037]I utførelser kan det reaktive permeable media 136 innbefatte et vannfølsomt media. Ett ikke-begrensende eksempel for et vannsensitivt media er en relativ permeabilitetsmodifiserer (Relative Permeability Modifier, RPM). Materialer som kan fungere som en RPM er beskrevet i US-patent nr. 6474413, 7084094, 7159656 og 7395858 som alle herved er innlemmet med referanse for alle formål. Den relative permeabilitetsmodifiserer kan være et hydrofilisk polymer. Dette polymer kan benyttes alene eller i forbindelse med et substrat. I én anvendelse kan polymeret være bundet til individuelle partikler av et substrat. Eksempel-substratmaterialer innbefatter sand, grus, metallkuler, keramiske partikler og inorganiske partikler eller ethvert annet materiale som er stabilt i et brønnmiljø. Substratet kan også være et annet polymer. For å oppnå en ønsket permeabilitet eller reaktivitet for en gitt inngang slik som innstrømningsfluid med en spesiell vannavstengning, kan egenskapene til det vannsensitive materialet varieres ved å forandre polymeret (sammensetningstype, kombinasjoner, etc), substratet (type, størrelse, form, kombinasjon, etc.) eller sammensetning av de to (mengde av polymer, fremgangsmåte for binding, konfigurasjon, etc). I ett ikke-begrensende eksempel, når vann strømmer inn, rundt eller gjennom RPM-modifisert permeabelt media, ekspanderer de hydrofile polymerer belagt på partiklene for å redusere det tilgjengelige tverrsnittmessige strømningsareal forfluidstrømningskanalen, som øker motstanden mot fluidstrømning. Når olje og/eller gass strømmer gjennom dette permeable media, krymper de hydrofiliske polymerer for å åpne strømnings-kanelen for olje- og/eller gass-strømning. I tillegg kan et polymer være fylt gjennom et permeabelt materiale slik som en sintrert metallperlepakke, keramisk materiale, permeable naturlige formasjoner, etc. I et slikt tilfelle kan polymeret være fylt gjennom et substrat. I tillegg kan et permeabelt skum av polymeret konstrueres fra det reaktive media.

[0038]RPM'en eller de hydrofiliske polymerer kan være formet fra enhver passende komponent som har en sterk affinitet for vann, og derved muliggjøre at polymeret binder seg og sveller i størrelse basert på mengden av eksponering mot vann. Det hydrofile materialet kan trekke seg samme når mengden av vannkontakt er redusert. Følgelig øker eller ekspanderer volum av de hydrofile polymerer når mengden av vannstrømning fra formasjonen øker. Mengden av vann som bevirker ekspansjon av de hydrofile polymerer kan være basert på en strømningsmengde, prosent av vann i et fluid, eller annen parameter representativ for en eksponering mot mengden av vann. I ett aspekt kan typen og størrelsen av hydrofile polymer være konfigurert i henhold til den ønskede permeabilitetsforandring basert på den antatte anvendelse. For eksempel kan en tett komprimert gruppe av partikler behøve en begrenset mengde av et tynnere hydrofilisk polymer for å begrense en vannstrøm gjennom partiklene. I et annet aspekt kan løst pakkede partikler ha store fluidstrømningskanaler som kan trenge en tett konsentrasjon av hydrofile polymerer for å hemme vannstrømning gjennom partikkelpassasjene.

[0039]I utførelser kan media innbefatte et pakket legeme av ioneutskiftnings-harpiksperler. Perlene kan være formet som kuler med liten eller ingen permeabilitet. Når eksponert for vann kan ioneutskiftnings-harpikset øke størrelse ved å absorbere vannet. På grunn av at kulene er relativt impermeable, er tverrsnitts-strømningsarealet redusert ved svellingen av ioneutskiftnings-harpikset. Strømning over en strømningskanal kan således reduseres eller stoppes. I utførelser kan materialet i strømningsbanen være konfigurert for å operere i henhold til HPLC (High Performance Liquid Chromatography). Materialet kan innbefatte én eller flere kjemikalier som kan separere bestanddelskomponentene til et strømmende fluid (f.eks. olje og vann) basert på faktorer slik som dipol-dipol interaksjoner, ioniske interaksjoner eller molekylstørrelser. For eksempel, som kjent, er et oljemolekyl størrelsesmessig større enn et vannmolekyl. Således kan materialet være konfigurert for å være penetrerbart av vann, men relativt ikke-penetrerbart av olje. Et slikt materiale vil så tilbakeholde vann. I et annet eksempel kan ioneutskiftnings-kromotografiteknikker benyttes for å konfigurere materialet for å separere fluidet basert på ladeegenskapene til molekylene. Attraksjonen eller repulsjonen av molekylene ved materialet kan benyttes for selektivt å styre strøm-ningen av komponentene (f.eks. olje eller vann) i et fluid.

[0040]I utførelser kan det reaktive media 136 være valgt eller formulert for å reagere eller reagere sammen med materialer forskjellige fra vann. For eksempel kan det reaktive media 136 reagere med hydrokarboner, kjemikaliesammen-setninger, bakterier, partikkelmateriale, gasser, væsker, faststoff, tilsetninger, kjemiske løsninger, blandinger, etc). For eksempel kan det reaktive media være valgt for å øke istedenfor å minste permeabiliteten når utsatt for hydrokarboner, som kan øke en strømningsmengde ettersom oljeinnholdet øker.

[0041]Hver strømningsbane i innstrømningsstyringsanordningen kan være spesi-fikt konfigurert for å fremvise en ønsket respons (f.eks. motstand, permeabilitet,

impedans, etc.) for fluidsammensetning (f.eks. vannavstengning) ved passende å variere eller velge hver av de ovenfor beskrevne aspekter av media. Responsen til det vannfølsomme media kan være en gradvis forandring eller trinnforandring ved en spesifisert vannavstengningsterskel. Over terskelen kan motstanden i stor grad øke som på en trinnvis måte. Som det vil forstås kan enhver strømningsmengde i forhold til vannavstengningsforhold vist i fig. 5 og 6, så vel som andre ønskede forhold, oppnås ved passende utvelgelse av materialet for det reaktive media 136 og arrangement av det reaktive media 136 langs innstrømningsstyrings-anordningen 130.

[0042]Det vil forstås at bruken av et vannfølsomt materiale innen et verktøy utplassert i en brønnboring tillater det vannfølsomme materialet å kalibreres, formuleres og/eller fremstilles med en grad av nøyaktighet som ikke er mulig hvis det vannfølsomme materialet ble injisert direkte inn i en formasjon. Det vil si evnen til å påføre én eller flere vannfølsomme materialer til én eller flere permeable mediasubstrater innen én eller flere strømningsbaner til et verktøy under styrte miljøforhold ved en fremstillingsfasilitet kan gjøres med en høyere grad av presi-sjon og spesifikasjoner sammenlignet med når de vannfølsomme materialer er pumpet fra overflaten ned foringsrør eller rør inn i en underjordisk formasjon og anvendt på reservoaret under brønnhullsforhold som ikke er stabile eller lett å kontrollere. I tillegg, fordi den vannsensitive materialbaserte innstrømnings-styringsanordning er konfigurert før utplassering av brønnboringen, kan operasjonskarakteristikkene eller oppførselen til en slik innstrømningsstyrings-anordning "avstemmes med" eller tilpasses til en virkelig eller forutsett formasjonstilstand og/eller fluidsammensetning fra en spesiell formasjon. Videre kan i utførelser innstrømningsstyringsanordningen være rekonfigurert eller justert på stedet.

[0043]Nå med referanse til fig. 8 er det der vist en produksjonsbrønn 200 med produksjonsstyringsanordninger 202, 204, 206 som styrer innstrømning av formasjonsfluider fra henholdsvis reservoarer 208, 210, 212. Idet produksjonsstyringsanordninger 202, 204, 206 er vist relativt nær hverandre, skal det forstås at disse anordninger kan være atskilt med hundrevis av fot eller mer. Produksjonsstyringsanordninger 202, 204, 26 kan hver innbefatte vannsensitivt materiale for å styre én eller flere strømningsparametere til innstrømningsfluid som beskrevet ovenfor. Fordelaktig tilveiebringer utførelser av den foreliggende oppfinnelse fleksibiliteten til å konfigurere, rekonfigurere, etterfylle, avvanne eller på annen måte justere én eller flere karakteristikker til produksjonsstyringsanordningen 202, 204, 206. Dessuten kan hver av produksjonsstyringsanordningene 202, 204, 206 være uavhengig justert på stedet (in situ).

[0044]Videre med referanse til fig. 8 kan produksjonsstyringsanordninger 202, 204, 206 som styrer innstrømning av formasjonsfluider hver innbefatte et hydrofilisk materiale på det permeable mediasubstrat for å styre én eller flere strømningsparametere til innstrømningsfluidet som beskrevet ovenfor. For eksempel kan bruk av hydrofilmaterialebelagt permeabelt mediasubstrat i én eller flere strømningsbaner være nyttig for å optimalisere et verktøys sensitivitet for å velge vann/olje-forhold, slik som ved høyere vann/olje-forhold. Et annet ikke-begrensende eksempel kan være for brønner som har høyere strømningsmengder med valgte vann/olje-forhold. Enda et annet ikke-begrensende eksempel kan være for valgt strømningsbane og permeable mediasubstrat-dimensjonerings-konfigurasjoner.

[0045]I én utførelse kan et konfigurasjonsverktøy 220 være transportert via en transportanordning 222 inn i brønnen 200. Tetninger 224 forbundet med konfigurasjonsverktøyet 220 kan være aktivert for å isolere konfigurasjons-verktøyet 220 og produksjonsstyringsanordningen 204 fra produksjonsstyringsanordninger 202 og 206. Denne isolasjon sikrer at fluider eller andre materialer tilført av konfigurasjonsverktøyet 220 kan overføres for kun å påvirke produksjonsstyringsanordningen 204. Deretter kan transportverktøyet 222 opereres for å konfigurere produksjonsstyringsanordningen 204. For eksempel kan konfigurasjonsverktøy 220 injisere et tilsetningsstoff, et slam, en syre eller annet materiale som reagerer med WSM'en i produksjonsstyringsanordningen 204 på en forhåndsbeskrevet måte. Fluidet kan pumpes fra overflaten via transport-anordningen 220, som kan være kveilet rør eller borestreng. Fluid kan også injiseres ved å benytte et øsekar konfigurert for å motta et trykksatt fluid fra en pumpe (ikke vist). Nå med referanse til fig. 3 og 8, kan fluidet tilført ved transport-anordningen 220 strømme fra strømningsboringen 102 inn i produksjonsstyringsanordningen 204/100 via åpningene 122. Andre måter for å konfigurere eller rekonfigurere produksjonsstyringsanordningen 204 kan innbefatte påføring av energi (f.eks. varme, kjemikalie, akustisk, etc.) ved å benytte konfigurasjonsanordningen 220 og mekanisk utvasking eller rensing av produksjonsstyringsanordningen 204 ved å benytte et fluid, dvs. en mekanisk, i motsetning til kjemisk interaksjon.

[0046]I Illustrerende operasjonsmåter kan konfigurasjonsverktøyet 220 injisere et fluid som avvanner det vannsensitive materialet i produksjonsstyringsanordningen 204 for derved å reetablere innstrømning over produksjonsstyringsanordningen 204.1 en annen anvendelse kan konfigurasjonsverktøyet 220 injisere et materiale som eller minsker reaktiviteten av det vannsensitive materialet. For eksempel kan det injiserte materialet omforme et vannsensitivt materiale som har en 50% vannavstengningsterskel til et vannsensitivt materiale som har en 30% eller 80% vannavstengningsterskel. Det injiserte materialet kan også erstatte et første vannsensitivt materiale med et andre forskjellig vannsensitivt materiale. Videre, i et scenario, kan analyse av formasjonsfluider fra reservoaret 210 benyttes for å konfigurere produksjonsstyringsverktøyet 204 ved overflaten. Deretter kan produksjonsstyringsanordningen 204 transporteres inn i og installeres i brønnen 200 tilstøtende reservoaret 210. Noe tid deretter kan en analyse av fluidet fra reservoaret 210 indikere at en forandring i én eller flere karakteristikker til produksjonsstyringsanordningen 204 kan gi en mer ønskelig innstrømnings-mengde, som kan være høyere eller lavere. Således kan konfigurasjonsanordningen 220 være transportert inn i brønnen 200 operert for å gjøre de ønskede forandringer på produksjonsstyringsanordningen 204.1 et annet scenario kan produksjonsstyringsanordningen 204 benytte et vannsensitivt materiale som degraderer i effektivitet etter en tidsperiode. Konfigurasjonsanordningen 220 kan utplasseres periodisk inn i brønnen 220 for å gjen-oppusse produksjonsstyringsanordningen 204.

[0047]Figur 9 er en illustrasjon av et snittsideriss av en eksemplifiserende produksjonsstyringsanordning 300 med flere komponenter for å styre strømning av formasjonsfluid 316 inn i et produksjonsrør 312. Lagene til én halvdel av produksjonsstyringsanordningen 300 er vist over en langsgående senterlinje 302 til røret 312. Produksjonsrøret 312 innbefatter et antall passasjer som muliggjør at formasjonsfluidet går inn i produksjonsrøret 312.1 ett aspekt kan produksjonsstyringsanordningen 300 innbefatte en beskyttelsesdel 304 (eller ytre skjerm) som et ytre lag for å beskytte komponenter av komponentene til produksjonsstyringsanordningen 300. Beskyttelsesdelen 304 kan også være utformet for å forhindre store partikler fra å gå inn i produksjonsrøret 312. Et nett 306 for å redusere mengden og størrelsen av partikler i formasjonsfluidet 316 som strømmer inn i produksjonsrøret 312 kan være plassert mellom beskyttelsesdelen 304 og røret 312.1 ett aspekt kan en innstrømningsstyringsanordning 308 (også referert til heri som en fluidsensitiv del, strømningsstyringsanordning eller en vanninnstrøm-ningsstyringsanordning) være posisjonert mellom nettet 306 og den indre skjerm 310. Den indre skjerm 310 sørger for støtte for innstrømningsstyrings-anordningen 308.1 tillegg muliggjør den indre skjerm 310 fluidstrømning eller drenering mellom innstrømningsstyringsanordningen 308 og produksjons-

røret 312. Som omtalt heri kan innstrømningsstyringsanordningen 308 også være referert til som en strømningsstyringsanordning eller en vanninnstrømningsstyr-

ingsanordning. Innstrømningsstyringsanordningen 308 kan bestå av et reaktivt media konfigurert for å forandre permeabilitet i reaksjon med vann eller annet valgt fluid. I en utførelse kan det reaktive media redusere permeabilitet ved eksponering til en valgt mengde av vann. Det reaktive media kan så øke permeabilitet når vanneksponering er redusert.

[0048]I aspekter kan innstrømningsstyringsanordningen 308 innbefatte enhver passende partikkel, innbefattet, men ikke begrenset til, sand, keramikk, eller metallpartikler belagt med et hydrofilpolymermateriale. I ett aspekt kan egenskapene til hydrofilpolymeret være konfigurert i henhold til den ønskede permeabilitet av en anvendelse og partikkelkarakteristikkene, slik som størrelse og materialet benyttet for å bygge innstrømningsstyringsanordningen. For eksempel kan en tett komprimert gruppe av små partikler behøve en begrenset mengde av hydrofilpolymer for å begrense en vannstrømning gjennom de smale kanaler mellom partikler. Videre kan typen og størrelsen av partikkel og hydrofilpolymer variere over et reaktivt medium innen innstrømningsstyringsanordningen 308. For eksempel kan innstrømningsstyringsanordningen 308 være konfigurert for å fremvise et område av permeabilitet over det reaktive media. I et slikt tilfelle kan en kombinasjon av hydrofilpolymerer og partikler benyttes. I tillegg kan materialet benyttet for hydrofilpolymeret være konfigurert for å opptre på en ønsket måte for hver anvendelse.

[0049]Fremdeles med referanse til fig. 9 kan i ett aspekt den indre skjerm 310 tilveiebringe en fluidstrømningsbane mellom innstrømningsstyringsanordningen 308 og produksjonsrøret 312. Den indre skjerm 310 kan innbefatte en avstands-konstruksjon for å forbedre fluidstrømning gjennom produksjonsstyringsanordningen. Som angitt ovenfor innbefatter produksjonsrøret 312 fluidpassasjer for å muliggjøre fluidstrømning inn i en strømningsboring 314. Et reaktivt media kan plasseres tilstøtende enhver av komponentene til anordningen 300, innbefattende tilstøtende fremstikkende del 304, nett 306 og indre skjerm 310.

[0050] Som vist i fig. 9 kan et produksjonsfluid strømme i en radial retning 316, som kan være ved enhver passende vinkel til senterlinje 302 til anordningen 300. Strømningen kan være perpendikulær eller vesentlig perpendikulær til senterlinjen 302.1 denne konfigurasjon strømmer produksjonsfluidet 316 innover over vesentlig hele lengden av produksjonsstyringsanordningen 300. Produksjonsfluidet strømmer gjennom beskyttelsesdelen 304 og nettet 306, som filtrerer partikler fra fluidet 316. Det filtrerte fluid strømmer så til innstrømnings-styringsanordningen 308, som innbefatter en del med reaktivt media konfigurert for å modifisere permeabilitet i samsvar med mengden av vann. Ved å muliggjøre at fluidet strømmer over vesentlig den fullstendig lengde av innstrømningsstyrings-anordning 308, kan fluidet strømme ved en relativt lav hastighet. På grunn av den relativt lave fluidstrømningshastighet, har hydrofilpolymeret en tendens til å forbli relativt uforstyrret og stabilt posisjonert i fluidkommunikasjonskanalene til inn-strømningsstyringsanordningen 308. En slik utførelse kan være fordelaktig sammenlignet med utførelser hvor fluidet strømmer lineær gjennom det reaktive media ved høyere hastigheter, som kan skade det reaktive media.

[0051]Figur 1 og 2 er ment for kun å være illustrative for produksjonssystemene hvor lærene til den foreliggende oppfinnelse kan anvendes. For eksempel, i visse produksjonssystemer, kan brønnboringene 10, 11 benytte kun et foringsrør eller foring for å transportere produksjonsfluider til overflaten. Lærene i den foreliggende oppfinnelse kan anvendes for å styre strømning gjennom disse og andre brønnboringsrør.

[0052]Det som således har blitt beskrevet her innbefatter delvis et apparat for å styre en strømning av et fluid mellom en boring i et rør inn i en brønnboring og formasjonen. Apparatet kan innbefatte en innstrømningsstyringsanordning som innbefatter et flertall av strømningsbaner, to eller flere av hvilke kan være hydraulisk parallelle, som transporterer fluidet fra formasjonen inn i en strømningsboring i brønnboringsrøret. Et reaktivt media kan være anbrakt i hver av strømnings-banene. Det reaktive media kan forandre permeabilitet ved å reagere sammen med et valgt fluid, f.eks. vann. I noen anvendelser kan i det minste to av strømningsbanene i innstrømningsstyringsanordningen være anordnet i rekke. I ett ikke-begrensende arrangement kan det reaktive media øke en motstand mot strømning ettersom vanninnholdet øker i fluidet fra formasjonen og også minsker en motstand mot strømning ettersom vanninnholdet avtar i fluidet fra formasjonen. Det reaktive media kan være formulert for å forandre en strømningsparameter slik som permeabilitet, buktethet, turbulens, viskositet og tverrsnittsmessig strøm-ningsareal.

[0053]Nå med referanse til fig. 3 skal det forstås at det reaktive media kan være posisjonert i steder forskjellig fra innstrømningsstyringsanordningen 130. For eksempel kan strømningsbanen 310 være innen partikkelstyringsanordningen 110, langs kanalene til strømningsstyringsanordningen 120, eller hvor som helst langs produksjonsstyringsanordningen 100. Det reaktive media benyttet i slike lokaliseringer kan være enhver av de som er beskrevet tidligere eller beskrevet nedenfor.

[0054]Den foregående beskrivelse er rettet mot spesielle utførelser av den foreliggende oppfinnelse for formålet med illustrasjon og forklaring. Det vil imidlertid være åpenbart for de som er faglært på området at mange modifikasjoner og forandringer i utførelsen fremlagt ovenfor er mulig uten å avvike fra omfanget av oppfinnelsen.

Claims (23)

1. Apparat for å styre en strømning av en formasjonsfluid,karakterisert vedat det omfatter: et rør med én eller flere fluidstrømningspassasjer; og en strømningsstyringsanordning formet fra et partikkelmateriale og et hydrofilmateriale og plassert på utsiden av røret, strømningsstyringsanordningen er konfigurert for å motta formasjonsfluid langs en radial retning til en langsgående akse av røret når strømningsstyringsanordningen er plassert i en brønnboring.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert vedat mengden av det hydrofile materialet er tilstrekkelig til å bevirke at strømningsstyringsanordningen begrenser strømningen av formasjonsfluid derigjennom.

3. Apparat ifølge krav 1, karakterisert vedat strømningsstyringsanordningen er posisjonert for å motta fluidet via vesentlig den hele lengde av strømningsstyringsanordningen.

4. Apparat ifølge krav 1, karakterisert vedat den videre omfatter en fluidstrømningsbane mellom brønnboringsrøret og strømningsstyringsanordningen.

5. Apparat ifølge krav 1, karakterisert vedat det hydrofile materialet ekspanderer innen strømningsstyringsanordningen i samsvar med eksponering til vann.

6. Apparat ifølge krav 1, karakterisert vedat det videre omfatter en beskyttelsesdel lokalisert på utsiden av strømningsstyringsanordningen.

7. Apparat ifølge krav 6, karakterisert vedat det videre omfatter et nett mellom beskyttelsesdelen og strømningsstyringsanordningen.

8. Apparat ifølge krav 6, karakterisert vedat strømningsstyringsanordningen er mellom beskyttelsesdelen og et nett.

9. Apparat ifølge krav 1, karakterisert vedat det hydrofile materialet forandrer en strømnings-baneparameter i samsvar med eksponering til vann, strømningsbaneparameteren er valgt fra en gruppe bestående av: (i) permeabilitet, (ii) buktethet, (iii) turbulens, (iv) viskositet og (v) tverrsnittsstrømningsareal.

10. Fremgangsmåte for å lage en fluidstrømningsstyringsanordning,karakterisert vedat den omfatter: å tilveiebringe et rør med én eller flere fluidstrømningspassasjer; og å tilveiebringe en strømningsstyringsanordning formet fra et reaktivt media nær røret som er utformet for å motta et fluid i en vesentlig radial retning til en langsgående akse av røret, hvori det reaktive media konfigureres for å styre strømning av fluidet.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert vedat det reaktive media omfatter et partikkelmateriale og en valgt mengde av et hydrofilmateriale tilstrekkelig til å bevirke at strømnings-styringsanordningen begrenser strømning av et valgt fluid derigjennom.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert vedat det hydrofile materialet er et polymer som ekspanderer innen strømningsstyringsanordningen i samsvar med eksponering mot vann.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert vedat det hydrofile materialet forandrer en strømnings-baneparameter i samsvar med eksponering mot vann, strømningsbane-parameteren velges fra en gruppe bestående av: (i) permeabilitet, (ii) buktethet, (iii) turbulens, (iv) viskositet og (v) tverrsnittsstrømningsareal.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert vedat den videre omfatter å tilveiebringe en fluid-strømningsbane mellom røret og strømningsstyringsanordningen.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert vedat den videre omfatter å tilveiebringe en beskyttelsesdel lokalisert på utsiden av strømningsstyringsanordningen.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert vedat den videre omfatter å tilveiebringe et nett mellom beskyttelsesdelen og strømningsstyringsanordningen.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert vedat den videre omfatter å tilveiebringe strømnings-styringsanordningen mellom beskyttelsesdelen og et nett.

18. System for å styre en strømning av et fluid fra en underoverflateformasjon,karakterisert vedat det omfatter: et rør med fluidpassasjer og en boring konfigurert for å transportere fluidet fra underoverflateformasjonen til overflaten; en strømningsstyringsanordning posisjonert langs en lengde av fluid-passasjene i den, hvori strømningsstyringsanordningen innbefatter et reaktivt media som forandrer permeabilitet ved eksponering mot en valgt fluid.

19. System ifølge krav 18, karakterisert vedat strømningsstyringsanordningen er konfigurert for å motta fluidet som strømmer i en radial retning.

20. System ifølge krav 18, karakterisert vedat det reaktive media omfatter et partikkelmateriale og en valgt mengde av et hydrofilmateriale tilstrekkelig til å bevirke at strømnings-styringsanordningen begrenser strømning av vann derigjennom.

21. System ifølge krav 18, karakterisert vedat det hydrofile materialet er et polymer som ekspanderer innen strømningsstyringsanordningen i samsvar med eksponering mot vann.

22. System ifølge krav 18, karakterisert vedat det videre omfatter et nett mellom en beskyttelsesdel og strømningsstyringsanordningen.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert vedat den videre omfatter å tilveiebringe strømnings-styringsanordningen mellom en beskyttelsesdel og et nett.