NO340296B1 - Strømningsstyringsanordning for å styre strømning av fluid fra en formasjon, en fremgangsmåte for å fremstille en strømningsstyringsanordning og en fremgangsmåte for å produsere fluid fra en formasjon - Google Patents

Description

KRYSSREFERANSE

Denne søknad krever fordelen av innleveringsdataoen for US-patentsøknad med serienr. 12/540,888, innlevert 13. august 2009, for "APPARATUS AND

METHOD FOR PASSIVE FLUID CONTROLL IN A WELLBORE".

BAKGRUNN

1. Område for oppfinnelsen

Oppfinnelsen angår generelt apparat og fremgangsmåter for selektiv styring av fluidstrømming inn i en produksjonsstreng i en brønnboring.

2. Beskrivelse av relatert teknikk

US 4744193 A omtaler en blanding bestående vesentlig av en organisk polisocyanat forbindelse og/eller en forpolymer med terminale isosyanatgruppe-rester, som er avledet av reaksjon av et organisk polyisosynat med en poly-hydroksyl forbindelse, og 2-pyroidon, er injisert for slamming i vann-lekkasjesprekker, eller åpninger av betongkonstruksjoner slik som vanntanker, metrokonstruksjoner og tuneller. Den injiserte blanding diffunderer inn i sprekker eller åpninger og herdes på kort tid ved å reagere med vann på lekkasjestedene. Det resulterende polyuretanskum sikrer tetninger på vannlekkasjestedene.

US 4315391 A omtaler en sammensatt veggkonstruksjon som innbefatter et antall vertikalt stablede byggeblokker som danner en veggkonstruksjon uten mørtel eller annet bindemiddel mellom sammenhengende blokker. Distinkte, kontinuerlige lag av stivt uretan-polymerskum dekker begge utvendige sider av veggen. Disse skumlag er klebet til sidene av veggen og forløper inn i overflate-porer til blokkene og inn i de vertikale og horisontale strømmer dannet av blokkene. Den resulterende sammensatte veggkonstruksjon kan kjennetegnes som å være hermetisk forseglet, monolittisk, isolert og med forbedret lateral styrke tilført dertil av de ytre skumlagene. Det er videre omtalt en fremgangsmåte som omfatter vertikal stabling av et flertall av byggeblokker, som kan ha vertikale celler, sprøy-ting av begge utvendige sider og/eller de innvendige celler med en skumbar væske-uretanpolymerblanding og deretter tillater væsken å skumme for å danne distinkte ytre lag av stiv uretan-polymerskum og/eller for vesentlig å fylle de indre celler av byggeblokkene.

US 2005/0205263 A1 omtaler en siktsammenstilling med et materiale som former seg til borehullsformen etter innsetting. Sammenstillingen omfatter et etter-givende lag som inntar borehullsformen ved ekspansjon. Det ytre laget er utformet med hull for å tillate produksjonsstrømning. Materialet som er valgt sveller fortrinnsvis ved varme og fortrinnsvis omfatter et formhukommelsesskum som er termoherdet. Basisrøret kan ha en skjerm over seg for å virke som et underlag for støtte av formlaget eller alternativt for filtrering. Formlaget kan ekspandere av seg selv eller ekspansjonen kan oppstå fra innen basisrøret.

Hydrokarboner slik som olje og gass er gjenvunnet fra en underjordisk formasjon ved å benytte en brønnboring boret inn i formasjonen. Ofte er hydrokarbonene gjenvunnet fra flere hydrokarbonbærende formasjoner (eller produksjonssoner) langs brønnboringen. Vann er ofte tilstede i produksjonssonene sammen med hydrokarboner. Noen ganger er vann injisert inn i tilstøtende brønnboringer (også referert til som "injeksjonsbrønner") for å bevege hydrokarbonene fra formasjonen mot brønnboringen. Under senere stadier i levetiden til en produksjonssone, har mengden av vann produsert inne i brønnboringen, en tendens til å fort-sette å øke. Vanngjennombrudd oppstår noen ganger. Gjennombruddet resulterer i at store mengder av vann fra nærliggende formasjon eller vannet injisert inn i injeksjonsbrønner beveger seg til en produksjonssone og så inn i brønnboringen.

Et spesielt problem oppstår i horisontale brønnboringsseksjoner som går gjennom en enkelt produksjonssone for å inneholde hydrokarboner. Når fluid fra

forskjellige soner går ujevnt inn i brønnboringen, kan fluid trekke ned produksjons-hydrokarbonlaget ikke-enhetlig, å bevirke at vann trekkes inn i brønnboringen ved en akselerert mengde. Produksjon av vann er uønsket fordi, blant andre ting, opp-tar vannet det verdifulle rørrom benyttet for å løfte hydrokarbonene til overflaten og dessuten må vannet separeres fra hydrokarbonene og anbringes ved overflaten før transport av hydrokarbonene til deres destinasjon.

Strømningsstyringsanordninger er benyttet i forbindelse med vannfiltre for å utjevne mengden av fluidinnstrømming inn i produksjonsrøret over produksjons-intervallet. Strømningsstyringsanordninger slik som ventiler er benyttet for å forhindre eller begrense strømming av fluidet fra produksjonssonen. Strømningsstyr-ingsanordningen begrenser strømmingen av vann sammen med strømmingen av hydrokarboner. Slike strømningsstyringsanordninger er også komplekse, kostbare og kan kreve hyppig vedlikehold.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer apparat og fremgangsmåte for å styre strømming av vann inn i brønnboringer som adresserer noen av de ovenfor nevnte ulemper.

SAMMENFATNING

Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved en fremgangsmåte for å fremstille en strømningsstyringsanordning for å styre strømning av fluid fra en formasjon, kjennetegnet ved at den videre omfatter: å tilveiebringe et formtilpasningsmateriale med en åpen cellestruktur; å forme en strømningsstyredel ved å injisere en hydrofil polymer i åpninger i den åpne cellestruktur til formtilpasningsmaterialet i en mengde for å bevirke at strømningsstyr-ingsdelen begrenser strømning av vann derigjennom, hvori den hydrofile polymer bindes til cellevegger av formtilpasningsmateriale og posisjoneres innen åpninger i den åpne cellestruktur for å begrense strømning av vann gjennom åpningene.

Foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten er utdypet i kravene 2 til og med 7.

Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås også ved en strømningsstyr-ingsanordning for å styre strømning av fluid fra en formasjon,

kjennetegnet ved at den omfatter:

en strømningsstyringsdel dannet fra et formtilpasningsmateriale med en åpen cellestruktur og en hydrofil polymer injisert i åpninger i den åpne cellestruktur til formtilpasningsmaterialet i en mengde for å bevirke at strømningsstyringsdelen begrenser strømning av vann derigjennom, hvori den hydrofile polymer er bundet til cellevegger av formtilpasningsmateriale og er posisjonert innen åpninger i den åpne cellestrukturen for å begrense strømning av vann gjennom åpningene.

Foretrukne utførelsesformer av strømningsstyringsanordningen er utdypet i kravene 9 til og med 13.

Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås videre ved en fremgangsmåte for å produsere et fluid fra en formasjon inn i en brønnboring,

kjennetegnet ved at den omfatter:

å tilveiebringe en strømningsstyringsanordning som innbefatter en strømnings- styringsdel formet fra et formtilpasningsmateriale med en åpen cellestruktur og en valgt mengde av hydrofil polymer injisert i den åpne cellestruktur av formtilpasningsmaterialet for å bevirke at strømningsstyringsdelen begrenser strømning av vann derigjennom, hvori den hydrofile polymer bindes til cellevegger av formtilpasningsmaterialet og posisjoneres innen åpninger i den åpne cellestrukturen for å begrense strømning av vann igjennom

åpningene;

plassering av strømningsstyringsanordningen med strømningsstyringsdelen i en

første komprimert form ved et valgt sted i brønnboringen;

å tillate strømningsstyringsdelen å oppnå en andre ekspandert form; og å produsere fluidet fra formasjonen inn i brønnboringen ved å strømme fluidet gjennom strømningsstyringsanordningen.

Foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten er videre utdypet i kravene 15 til og med 20.

Det er omtalt systemer, anordninger og fremgangsmåter for å styre strøm-ninger av vann fra en underjordisk formasjon inn i et produksjonsrør. I et aspekt, er en fremgangsmåte for å lage en strømningsanordning fremskaffet, som i en utfør-else, kan innbefatte å tilveiebringe en formtilpasset del, og forming av en strøm-ningsstyringsdel ved å tilføre et hydrofilpolymer til den form-tilpassende del i en mengde tilstrekkelig til å bevirke at strømningsstyringsdelen begrenser strømming av vann.

Det er også omtalt en strømningsanordning som i henhold til en utførelse kan innbefatte en strømningsstyringsdel formet fra et formtilpassende materiale og et hydrofilpolymer anbrakt innen det formtilpassende materiale i en mengde tilstrekkelig til å bevirke at strømningsstyringsdelen begrenser strømming av vann derigjennom.

Eksempler på de mer viktige trekk av oppfinnelsen, har blitt oppsummert heller i bred grad for at den detaljerte beskrivelse derav som følger kan bedre forstås, og for at bidragene til teknikken kan forstås. Det er selvfølgelig ytterligere egenskaper i oppfinnelsen som vil beskrives heretter og som vil forme gjenstan-den for kravene relatert til denne oppfinnelse.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

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 referansetall angir like eller lignende elementer ut gjennom de mange figurer av tegningen og hvori: Fig. 1 er sidetverrsnittsriss av en eksemplifiserende åpenhulls produksjons-sammenstilling som innbefatter strømningsstyringsanordninger i henhold til den foreliggende oppfinnelse; Fig. 2 er et sidetverrsnittsriss av en eksemplifiserende strømningsstyrings-anordning, innbefattende en formtilpassende del i en komprimert form i henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Fig. 3 er et sidetverrsnittsriss av en eksemplifiserende strømningsstyrings-anordning, innbefattende en formtilpassende del i en ekspandert form i henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse; og Fig. 4 er et detaljert sideriss av et parti av en eksemplifiserende strømnings-styringsanordning, innbefattende et permeabelt skum med en hydrofilpolymer, i henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse.

DETALJERT BESKRIVELSE AV UTFØRELSENE

Den foreliggende oppfinnelse angår anordninger og fremgangsmåter for å styre produksjon av hydrokarboner inn i brønnboringer. Den foreliggende oppfinnelse er mottakelig for utførelser av forskjellige former. Det er vist i tegningene, og heri vil beskrives, spesifikke utførelser av den foreliggende oppfinnelse med den forståelse at den foreliggende oppfinnelse skal anses som en eksemplifisering av prinsippene til anordningene og fremgangsmåtene beskrevet heri og er ikke ment å begrense oppfinnelsen til utførelser illustrert og beskrevet heri.

Fig. 1 er et skjematisk diagram som viser en eksemplifiserende brønnbor-ing 110 som har blitt boret gjennom jorden 112 og inn i et par av formasjoner 114, 116 fra hvilke hydrokarbonproduksjon er ønsket. Brønnboringen 110 har et avviket eller vesentlig horisontalt ben 119. Brønnboringen 110 har en forsinket-trinn pro-duksjonssammenstilling, generelt indikert ved 120, anbrakt deri ved en rør-streng 122 som strekker seg nedover fra et brønnhode 124 ved en overflate 126 til brønnboringen 110. Produksjonssammenstillingen 120 danner en innvendig aksial strømningsboring langs sin lengde. Et ringrom 130 er dannet mellom produksjonssammenstillingen 120 og en brønnborings indre overflate 131. Produksjonssammenstillingen 120 er vist til ha et horisontalt parti 132 som strekker seg langs benet 119 til brønnboringen 110. Ved valgt lokalisering langs produksjonssammenstillingen 120 erfluidstyringsanordninger 134 laget i henhold til utførelser omtalt heri. Valgfritt, erfluidstyringsanordninger 134 isolert innen brønnboringen 110 ved et par av pakningsanordninger 136, som vist i området 137.

Brønnboringsarrangementet 110 er vist til å innbefatte en uforet borehulls-seksjon som er direkte åpen til formasjonen 114, 116. Produksjonsfluider strøm-mer direkte fra formasjoner 114,116 inn i ringrommet 130 dannet mellom produksjonssammenstillingen 120 og en vegg av brønnboringen 110. Fluidstyringsanordningen 134 styrer én eller flere aspekter av fluidstrømming inn i produksjonssammenstillingen 120. I henhold til den foreliggende oppfinnelse, kan produksjonsstyr-ingsanordningen 138 ha et antall av alternative konstruksjoner som sikrer styrt fluidstrømming derigjennom.

Fig. 2 viser et antall av fluidstyringsanordninger 200 (også referert til som "strømningsstyringsanordningene") plassert i en brønnboringsseksjon 202 for å styre strømmingen av fluider fra et reservoar eller en produksjonssone inn i en produksjonsstreng, i henhold til en utførelse av oppfinnelsen. Fig. 2 viser et sideriss med en seksjon av fluidstyringsanordningene 200 fjernet for å illustrere visse detaljer. I aspekter, kan strømmingen av produksjonsfluidet inn i anordningene 200 være en funksjon av én eller flere karakteristikker eller parametere for formasjonsfluidet, innbefattende vanninnhold. Videre, kan fluidstyringsanordningene 200 være fordelt på enhver passende måte langs en seksjon av en produksjonsstrøm for å tilveiebringe fluidstyring ved flere lokaliseringer. Et slikt arrangement kan være fordelaktig f.eks. for å utjevne produksjonsstrømming i situasjoner hvor en større strømningsmengde er antatt ved en "hæl" enn ved en i "tå" til den horisontale brønn. Passende konfigurering av fluidstyringsanordningen 200, slik som ved trykkutjevning eller ved begrensning av innstrømming av vann, kan øke sannsyn-ligheten for at et oljebærende reservoar vil drenere inn i brønnboringen effektivt. Detaljer av en eksemplifiserende fluidstyringsanordning 200 er omtalt heri nedenfor.

Den eksemplifiserende fluidstyringsanordning 200 er vist til å innbefatte en strømningsstyringsdel 201 (også referert til som "form-tilpasningsdelen"). Generelt kan formtilpasningsdelen være formet til en komprimert tilstand og plassert i brønnboringen. En slik formhukommelsesdel ekspanderer når oppvarmet over en glassovergangstemperatur, som beskrevet mer detaljert senere. I aspekter, er form-tilpasningsdelen 201 permeabel. I et annet aspekt, innbefatter form-tilpasningsdelen 201 én eller flere tilsetningsstoffer som ekspanderer når ekspo-nert for visse fluider, slik som vann, og derved reduserer permeabiliteten av form-tilpasningsdelen 201. Den reduserte permeabilitet reduserer strømmingen av fluidet derigjennom, innbefattende vann. Formasjonen av en slik formtilpasningsdel er beskrevet senere.

Fremdeles med referanse til fig. 2, kan i et aspekt, formtilpasningsdelen 201 være plassert på en ytre overflate av en filterdel 204. Formtilpasningsdelen 201 er vist i en sammenpresset tilstand slik at den kan transporteres inn i brønnen og plasseres ved et valgt sted i brønnboringen. Som beskrevet nedenfor, kan form-tilpasningsdelen 201 ekspandere når oppvarmet i brønnboringen for å kontakte et borehull 206 overflate, og derved posisjonere og presse fluidstyringsanordningen i det valgte brønnsted. I aspekter, kan filterdelen 204 innbefatte et passende vaier-nett eller en lignende holdbar fluidfilteranordning. I en konfigurasjon, kan filterdelen 204 være lokalisert på en ytre overflate av et rør eller rørdel 208, som innbefatter fluidpassasjer konfigurert for å motta fluidet inn i rørdelen og styre produksjonsfluidet til overflaten. I fig. 2, er form-tilpasningsdelen 201 vist lokalisert på en ytre overflate av filterdelen 204. I en annen utførelse, kan formtilpasningsdelen 201 være lokalisert på den ytre overflate av rørdelen 208.1 enda en annen utførelse kan en avstandskonstruksjon eller en fluidstrømningsbane være fremskaffet langs en ytre overflate av røret 208 for å tilrettelegge strømmingen av produksjonsfluidet fra formtilpasningsdelen 201 til røret 208.

I den eksemplifiserende utførelse i fig. 2, er et flertall av fluidstyringsanordninger200 vist lokalisert tilstøtende hverandre i det horisontale ben av en brønn-boring. Det kan være pakninger eller andre komponenter lokalisert i rom 210 mellom fluidstyringsanordningene 200. Pakningen kan være benyttet for å isolere produksjonssoner eller seksjoner av en horisontal brønnboring. I henhold til utfør-elser av den foreliggende oppfinnelse, kan strømningsstyringsanordningen 200 ha et antall av alternative konstruksjoner som tilveiebringer ønsket styrt fluidstrøm-ming derigjennom. Som benyttet heri, innbefatter betegnelsen "fluid" eller "fluider" væsker, gasser, hydrokarboner, multifase-fluider, blandinger av to eller flere fluider, vann, saltoppløsning, konstruerte fluider slik som boreslam, fluid injisert fra overflaten slik som vann, og naturlig forekommende fluider slik som olje og gass. I tillegg, skal referanser til vann betraktes til også å innbefatte vannbaserte fluider, f.eks. saltoppløsning eller saltvann.

Fremdeles med referanse til fig. 2, kan strømningsstyringsanordningene 200 ha et antall av alternative konstruksjoner for å styre fluidstrømming derigjennom. Forskjellige materialer kan benyttes for å konstruere komponentene til strømningsstyringsanordningen 200 innbefattende metall-legeringer, stål, polymerer, skum, kompositter, ethvert passende holdbart og sterkt materiale, eller enhver kombinasjon derav. Som vist heri, er illustrasjonene vist i figurene, ikke i måle-stokk. Sammenstillinger eller individuelle komponenter varierer i størrelse og/eller form avhengig av ønsket filtrering, strømming, eller andre anvendelsesspesifikke kriteria. Videre, kan noen illustrasjoner fremvise visse komponenter fjernet for å bedre klarhet og detalj.

Generelt, kan form-tilpasningsdelen 201 være formet fra ethvert passende materiale som styrer strømming av vann fra formasjonen til brønnboringen. I et aspekt, kan formtilpasningsdelen 201 være formet ved å benytte et polymerskum med en åpen cellekonstruksjon. En slik cellebasert del er permeabel og tillater fluid å passere gjennom åpne celler og således gjennom skumdelen. En slik formtilpasningsdel kan beskrives som en åpen celledel som er vesentlig permeabel eller porøs. Typene av materiale som kan være passende for å preparere formtilpasningsdelen kan innbefatte ethvert materiale som er i stand til å motstå typiske brønnforhold uten uønsket degradering. I ikke-begrensende utførelser, kan slikt materiale være preparert fra et termoplast eller termoherdet medium. Dette medium kan innehold et antall av tilsetningsstoffer og/eller andre formulerings-komponenter som forandrer eller modifiserer egenskapene til det resulterende form-tilpasningsmaterialet. Foreksempel, i noen ikke-begrensende utførelser kan formtilpasningsmaterialet enten være termoplast eller termovarmeherdet (herdet plast) i sin opprinnelse, og kan være valgt fra en gruppe bestående av polyetu-raner, polystyrener, polyetylener, epoksyer, gummier, fluorelastomerer, nitriler, etylenpropylendienmonomerer (EPDM), andre polymer, kombinasjoner derav, og lignende.

I visse ikke-begrensende utførelser kan formtilpasningsdelen 201 ha en "formhukommelse" -egenskap. Derfor kan også formtilpasningsdelen 201 være referert til som en formhukommelsesdel. Som benyttet heri, refererer betegnelsen "formhukommelse" til kapasiteten av materialet til å varmes over materialets glassovergangs-temperatur, og så komprimeres og avkjøles til en lavere temperatur idet det fremdeles holder sin komprimerte tilstand. Den kan imidlertid så retur-neres til sin opprinnelige form og størrelse, dvs. dens pre-komprimerte tilstand, ved gjenoppvarming av den nær til eller over sin glassovergangs-temperatur. Denne undergruppe, som kan innbefatte visse syntaktiske og konvensjonelle skum, kan formuleres for å oppnå en ønsket glassovergangs-temperatur for en gitt anvendelse. For eksempel, kan et skummet medium være formulert for å ha en overgangstemperatur like under den antatte brønnhullstemperatur ved en dybde hvor den vil benyttes, og materialet kan så blåses som et konvensjonelt skum eller benyttes som matriksen til et syntaktisk skum.

Den initielle (som formet) form av formtilpasningsdelen kan variere, dog er en vesentlig rørform vanligvis godt tilpasset for brønnborings-utplassering nede i brønnen som del av en fluidstyringsanordning, som omtalt heri. Formtilpasningsdelen kan også innta formen av et sjikt eller lag, som kan vikles rundt et produk-sjonsrør som en komponent til et fluid eller sandstyringsapparat. Konkave ender, furede områder, etc, kan også være inkludert i utformingen for å tilrettelegge ut-plassering, eller for å øke filtreringsegenskapene til laget. I det sistnevnte tilfelle, kan utformingen tjene et sandstyringsformål. I et aspekt, kan hydrofile polymerer tilføres formtilpasningsdelen før innføring i brønnboringen. Hydrofilpolymerene er tilført idet formtilpasningsdelen er oppvarmet over sin glassovergangs-temperatur hvori polymeren er posisjonert innen åpne celler av skummet som bygger opp formtilpasningsdelen. I et aspekt, kan de hydrofile polymerer tilføres til formtilpasningsdelen når den er under glassovergangstemperaturen. Videre er formtilpasningsdelen så komprimert og avkjølt til en andre form for en brønnboring-innkjøringsprosess. For formålet med denne oppfinnelse, kan formtilpasningsdelen også refereres til som en strømningsstyringsdel eller anordning, innstrømnings-styringsdel, reaktiv mediadel eller vannstrømnings-styringsdel.

I utførelser, kan strømningsstyringsdelen innbefatte et vannsensitivt media. Et ikke-begrensende eksempel på et vannsensitivt media, er en relativ permeabilitets-modifiserer (eng.: The Relativ Permeability Modifier (RPM)). Den relative permeabilitets-modifiserer kan være et hydrofilpolymer. Et slikt polymer kan benyttes alene eller i forbindelse med et permeabelt filtreringsmateriale med passasjer for polymeren. For å oppnå en ønsket permeabilitet eller reaktivitet for en gitt inngang, slik som innstrømmingsfluid med en spesiell mengde av vann (vannkutt), kan egenskapene til det vannsensitive materiale varieres ved å for-andre polymeren (type, sammensetning, kombinasjoner, etc), det permeable materiale (type, størrelse av fluidpassasjer, form, kombinasjoner, etc.) eller sam-mensetningene av to (mengde av polymer) fremgangsmåte for binding, konfigu-rasjoner, etc). I et ikke-begrensende eksempel, ekspanderer vann som strømmer inn i, rundt, eller gjennom det hydrofile materiale med en permeabel åpen celle-skumdel for å redusere det tilgjengelige tverrsnittstrømningsareal i formtilpasningsdelen. Dette øker motstanden motfluidstømming. Når mengden avvannstrøm-ming gjennom det permeable media avtar, krymper eller trekker de hydrofiliske polymerer seg sammen for å åpne strømningskanalen for fluidene.

For formålene med denne oppfinnelse, kan de hydrofile polymerer være formet fra enhver passende komponent med en sterk affinitet for vann, og derved muliggjøre at polymeren binder seg og sveller i størrelse når den eksponeres for en viss mengde av vann, og igjen å trekke seg sammen når den ikke eksponeres for den forhåndsbestemte mengde av vann. Følgelig øker eller ekspanderer volumet av de hydrofile polymerer når kontaktet av en forhåndsbestemt eller valgt mengde av vann som strømmer fra formasjonen. Den valgte mengde av vann bevirker at ekspansjonen av de hydrofile polymerer kan være basert på en strøm-ningsmengde, prosent av vann i et fluid, eller annen parameter representativ for en eksponering til en valgt mengde av vann. I et aspekt, er typen og størrelsen av hydrofilpolymer konfigurert i henhold til den ønskede permeabilitet for en anvendelse. For eksempel, kan et åpent celleskum kun benytte en begrenset mengde av en tynnere hydrofilpolymer for å begrense en vannstrømning gjennom fluidkanal-ene til skummet.

Som beskrevet nedenfor, hvorledes formtilpasningsdelen 201 former seg til et borehull etter ekspansjon. Når en formtilpasningsdel er benyttet som en fluidstyringsanordning, er det foretrukket at anordningen forblir i en sammenpresset stilling under innkjøring inntil den når det ønskede brønnhullssted. Vanligvis krever transport av brønnverktøy fra overflaten til det ønskede brønnsted timer eller dager. Når temperaturer som erfares under innkjøring er tilstrekkelig høye, kan filtreringsanordningene laget fra formhukommelses-polyuretanskummet begynne å ekspandere. For å unngå uønsket ekspansjon under innkjøring, kan fremgangsmåte for å forsinke oppvarming av skummet benyttes. I en spesifikk, men ikke begrensende utførelse, kan polyvinylalkohol (PVA) -film benyttes for å omvikle eller dekke utsideoverflaten av anordninger laget fra formhukommelses-polyuretanskum for å forhindre ekspansjon under innkjøring. Når filtrasjonsanordningen er på plass i et borehull for en gitt tidsmengde ved et visst område av temperatur, oppløses PVA-filmen i vannet, emulsjoner eller andre brønnhulls-fluider og etter slik eksponering ekspanderer formhukommeisen og former seg til borehullet. I et annet alternativ, men ikke begrensende utførelse, kan filtrasjons-anordningene laget fra formhukommelse-polyuretanskummet være belagt med en varmefluid-nedbrytbar stiv plast slik som polyesteruretanplast og polyesterplast. Betegnelsen "termisk fluid-nedbrytbar plast" refererer til enhver stiv massiv poly-merfilm, belegging eller dekking som er nedbrytbar når utsatt for et fluid, f.eks. vann eller hydrokarboner eller kombinasjoner derav og varme. Beleggingen er formulert for å være nedbrytbar innen et spesielt naturområde for å møte den nødvendige anvendelse eller brønnhullstemperaturen ved den påkrevde tids-periode (f.eks. timer eller dager) under innkjøring. Tykkelsen av beleggingen, ment for å forsinke ekspansjon og typen av nedbrytbar plaster, er parametere som kan velges for å forhindre filtrasjonsanordninger til formhukommelses-polyuretanskummet fra å ekspandere under innkjøring. Når filtrasjonsanordningen er på plass nede i hullet for et gitt tidsmengde ved et visst temperaturområde, dekomponerer disse nedbrytbare plaster. Dette tillater filtrasjonsanordningen å ekspandere til den indre veggen av borehullet. Med andre ord kan beleggingen som hemmer eller forhindrer det porøse formhukommelsesmaterialet fra å retur-nere fra sin ekspanderte posisjon eller fra å for tidlig utplasseres, fjernes ved opp- løsning av det, f.eks. i vannbasert eller hydrokarbonfluid, eller ved varmenedbryt-ing eller hydralyse, med eller uten anvendelsen av varme. I en utførelse er den hydrofile polymer, som kan tilføres et formtilpasningsskum til formtilpasningsdelen, via injeksjon eller annen passende middel, posisjonert innen åpne celler av skummet.

Hydrofile polymerer kan også refereres til som hydrofile materialer, hvori ethvert passende materiale som fremviser hydrofile egenskaper kan benyttes. Hydrofile polymerer kan bestå av enhver passende komponent med en sterk affinitet for vann, og dermed muliggjøre at polymeren binder seg og sveller i stør-relse når den eksponeres for en viss mengde av vann, og igjen trekker seg sammen når den eksponeres for en forhåndsbestemt mengde av vann. Følgelig øker, ekspanderer, volumet av de hydrofile polymerer når de kontaktes av en forhåndsbestemt eller valgt mengde av vanns som strømmer fra formasjonen. Den valgte mengde av vann bevirker at ekspansjonen av de hydrofile polymerer kan være basert på en strømningsmengde, prosent av vann i et fluid eller annet parameter. I et aspekt, kan polymerer, slik som polyvinylalkohol og vinylsulfonat benyttes i enhver passende mengde. I en utførelse, kan polymerbelastningen være mellom 2-4%. I en fremgangsmåte kan polymeren injiseres inn i skummet ved et trykk for å mette eller vesentlig mette skumporerommene. Polymeren er bundet til skummaterialet. Mengden av ekspasjon kan selektivt velges. Imidlertid, ettersom vann-innholdet i fluidet øker i produksjonsfluidet, sveller en økende mengde av polymeren ettersom flere celler i skummaterialet kommer i kontakt med vann.

Fig. 3 viser et snittsideriss av de eksemplifiserende strømningsstyrings-anordninger 200 etter at formtilpasningsdelene 201 (vist i fig. 2) har ekspandert. For letthets skyld, er de ekspanderte formtilpassede deler angitt ved nummer 202. Illustrasjonen viser hver strømningsstyringsanordning 200 ved et valgt sted innen brønnboringen, hvori formtilpasningsdelen 202 former seg til den indre overflate av brønnboringen 206. På grunn av at strømningsstyrings-anordningene 200 generelt kan ha lik karakter, kan for letthets skyld referanse gjøres til en enkel strømnings-styringsanordning 200. Følgelig er hver strømningsstyringsanordning 200 konfigurert for å muliggjøre at formasjonsfluidet strømmer, som vist ved en pil 212, gjennom formtilpasningsdelen 202, filtermaterialet 204 og røret 208. Formasjonsfluidet strømmer så aksialt 214 mot brønnboringsoverflaten. I et aspekt, er formtilpasningsdelene 202 oppvarmet ved eller over en glassovergangstemperatur, og derved bevirke at delene ekspanderes for å forme seg til veggene av brønnboringen 206. Følgelig, muliggjør hydrofile polymerer innen formtilpasningsdelene 202 at hydrokarbonfluid strømmer gjennom de vesentlig permeable delene. Når vannet strømmer fra formasjonen inn i formtilpasningsdelene 202, ekspanderer den hydrofile polymer lokalisert innen celler, for å øke motstand mot vannstrømming gjennom delene. De hydrofile polymerer ekspanderer ved kontakt med en valgt mengde av vann og derved "tilstopper" de åpne celler og fluidkommunikasjons-passasjer til det åpne celleskum. I et aspekt, når vanneksponeringen er under en valgt mengde og hydrokarbonfluider, slik som vesentlig hele hydrokarbon (olje og/eller gass) -strømming gjennom formtilpasningsdelene, krymper de hydrofile polymerer (eller reduseres i volum) for å åpne fluidkommunikasjons-kanalene for olje/eller gass-strømming. Følgelig muliggjør de hydrofile polymerer lokalisert i formtilpasningsdelene 202 fluidstrømningsstyring for strømningsstyrings-anordningene 200.

Fig. 4 er et riss av et parti av en eksemplifiserende strømningsstyrings-anordning 400, innbefattende en permeabel skumkonstruksjon 402 og hydrofilpolymer 404. I et aspekt, er hydrofilpolymeren 404 lokalisert i fluidpassasjer og celler innen den åpne celleskumstruktur 402 og bundet til celleveggene. Den hydrofile polymer 404 kan være tilført skumstrukturen 402 ved injeksjon 402, under formasjon av skummet, eller enhver annen passende fremgangsmåte. Som vist, er den hydrofile polymer 404 lokalisert i åpninger 406 i skumstrukturen 402. Den hydrofile polymer 404 ekspanderer når vannmolekyler 408 er følt i en fluid-strømning 410 fra formasjonen. Følgelig, tilveiebringer kombinasjonen av den hydrofile polymer 404 og skumstrukturen 402 en selektiv strømningsmotstand for strømningsstyrings-anordningen 400. Videre, muliggjør konfigurasjonen av skumstrukturen 402 og den hydrofile polymer 404 en varig binding og en vesentlig redusert relativ strømningshastighet på grunn av det relativt store kontaktarealet med brønnboringen.

I tillegg, "tilpasser" strømningsstyrings-anordningen seg til brønnboringen, at formtilpasningsdelen ekspanderer eller utplasseres for å fylle det tilgjengelige rom opp til brønnboringsveggen. Brønnboringsveggen begrenser den endelige, ekspanderte form av det formtilpasnings-permeable materiale og, i virkeligheten vil det ikke tillate det å ekspandere til sin opprinnelige, ekspanderte posisjon eller form. På denne måte, vil imidlertid den ekspanderte eller utplasserte formtilpasningsdel som en komponent avfluidstyringsanordningen, som er porøs, tillate hydrokarboner å produseres fra en underjordisk formasjon gjennom brønnbor-ingen. I et annet aspekt, kan skumdelen til en fluidstyringsanordning bestå av et ikke-formtilpasningspermeabelt materiale. Materialet kan inneholde fluidkommu-nikasjonskanaler med hydrofile polymerer konfigurert for å begrense en strømming av vann, som omtalt ovenfor.

Claims (20)

1. Fremgangsmåte for å fremstille en strømningsstyringsanordning (200, 400) for å styre strømning av fluid (410) fra en formasjon (114, 116),karakterisert vedat den videre omfatter: å tilveiebringe et formtilpasningsmateriale med en åpen cellestruktur (402); å forme en strømningsstyredel (201) ved å injisere en hydrofil polymer (404) i åpninger (406) i den åpne cellestruktur (402) til formtilpasningsmaterialet i en mengde for å bevirke at strømningsstyringsdelen (201) begrenser strøm-ning av vann derigjennom, hvori den hydrofile polymer (404) bindes til cellevegger av formtilpasningsmateriale og posisjoneres innen åpninger (406) i den åpne cellestruktur (402) for å begrense strømning av vann gjennom åpningene (406).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat den videre omfatter: å varme opp formtilpasningsmaterialet for å oppnå en første form før tilføring av den hydrofile polymer (404); og å komprimere og avkjøle strømningsstyre-delen (201) etter tilføring av den hydrofile polymer (404) for å bevirke at strømningsstyringsdelen (201) oppnår en andre form.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat den hydrofile polymer (404) ekspanderer innen strømningsstyringsdelen (201) i samsvar med eksponering til en mengde av vann.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat den videre omfatter: å komprimere strømnings-styringsdelen (201); og å tilføre den hydrofile polymer (404) inn i strømningsstyr-ingsdelen (201) etter komprimering av strømningsstyringsdelen (201).

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat det å tilveiebringe formtilpasningsmateriale omfatter å tilveiebringe et vesentlig permeabelt skum.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat den videre omfatter å plassere strømningsstyr-ingsdelen (201) på utsiden av en rørdel (208) med passasjer deri.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert vedat den videre omfatter å tilveiebringe en fluidstrøm-ningsbane mellom røret (208) og strømningsstyringsdelen (201).

8. Strømningsstyringsanordning (200, 400) for å styre strømning av fluid fra en formasjon (114, 166), karakterisert vedat den omfatter: en strømningsstyringsdel (201) dannet fra et formtilpasningsmateriale med en åpen cellestruktur (402) og en hydrofil polymer (404) injisert i åpninger (406) i den åpne cellestruktur (402) til formtilpasningsmaterialet i en mengde for å bevirke at strømningsstyringsdelen (201) begrenser strøm-ning av vann derigjennom, hvori den hydrofile polymer (404) er bundet til cellevegger av formtilpasningsmateriale og er posisjonert innen åpninger (406) i den åpne cellestrukturen (402) for å begrense strømning av vann gjennom åpningene (406).

9. Strømningsstyringsanordning (200, 400) ifølge krav 8,karakterisert vedat den hydrofile polymer (404) begrenser strømning av vann i samsvar med eksponering til mengden av vann.

10. Strømningsstyringsanordning (200, 400) ifølge krav 8,karakterisert vedat strømningsstyringsdelen (201) er konfigurert for å ekspandere når plassert i en brønnboring for å kontakte en vegg av brønn-boringen.

11. Strømningsstyringsanordning (200, 400) ifølge krav 8,karakterisert vedat den videre omfatter en rørdel (208) med i det minste én fluidpassasje deri.

12. Strømningsstyringsanordning (200, 400) ifølge krav 11,karakterisert vedat den videre omfatter et metallnett mellom røret (208) og strømningsstyringsdelen (201).

13. Strømningsstyringsanordning (200, 400) ifølge krav 11,karakterisert vedat den videre omfatter en fluidbane mellom røret (208) og strømningsstyringsdelen (201).

14. Fremgangsmåte for å produsere et fluid fra en formasjon (114,116) inn i en brønnboring, karakterisert vedat den omfatter: å tilveiebringe en strømningsstyringsanordning (200, 400) som innbefatter en strømningsstyringsdel (201) formet fra et formtilpasningsmateriale med en åpen cellestruktur (402) og en valgt mengde av hydrofil polymer (404) injisert i den åpne cellestruktur (402) av formtilpasningsmaterialet for å bevirke at strømningsstyringsdelen (201) begrenser strømning av vann derigjennom, hvori den hydrofile polymer (404) bindes til cellevegger av formtilpasningsmaterialet og posisjoneres innen åpninger (406) i den åpne cellestrukturen (402) for å begrense strømning av vann igjennom åpningene (406); plassering av strømningsstyringsanordningen (200, 400) med strømningsstyrings- delen (201) i en første komprimert form ved et valgt sted i brønnboringen; å tillate strømningsstyringsdelen (201) å oppnå en andre ekspandert form; og å produsere fluidet fra formasjonen (114,116) inn i brønnboringen ved å strømme fluidet gjennom strømningsstyringsanordningen (200, 400).

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert vedat den hydrofile polymer (404) ekspanderer innen strømningsstyringsdelen (201) i samsvar med eksponering til en mengde av vann for å begrense strømning av vann derigjennom.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert vedat formtilpasningsmaterialet omfatter et vesentlig permeabelt skum.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert vedå tillate strømningsstyringsdelen (201) å innta en andre ekspandert form som videre omfatter å varme opp formtilpasningsmaterialet over en glassovergangstemperatur.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert vedå tilveiebringe strømningsstyringsanordningen (200, 400) videre omfatter å tilveiebringe en strømningsstyringsdel (201) på utsiden av et rør (208) med i det minste én passasje konfigurert for å muliggjøre at fluidet går inn i røret (208).

19. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert vedå tilveiebringe strømningsstyringsanordningen (200, 400) videre omfatter å tilveiebringe en fluidstrømningsbane mellom røret (208) og strømningsstyringsdelen (201).

20. Fremgangsmåte ifølge krav 19, karakterisert vedå tilveiebringe strømningsstyringsanordning (220, 400) videre omfatter å tilveiebringe et metallnett mellom røret (208) og strømningsstyr-ingsdelen (201) eller på utsiden av strømningsstyringsdelen (201).