CN101828003B - 用于采出烃的*** - Google Patents

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Abstract

用于注入井和采出烃的流量控制***和方法使用布置在流量控制室的外部流动区内的颗粒材料，所述流量控制室具有内部流动通道和至少通过可渗透区分开的外部流动区。当满足触发条件时，所述颗粒材料从第一积聚状态向自由或释放状态转变，而无需用户或操作员介入。无需用户或操作员介入情况下，释放的颗粒积聚以通过至少基本上阻塞外部流动区和内部流动通道之间的可渗透区来控制采出液流过流量控制室。

Description

用于采出烃的***
相关申请的交叉参考
本申请要求2007年10月16日提交的美国临时申请60/999,106的权益。 
技术领域
一般而言，本发明涉及用于井筒的装置和方法。更具体而言，本发明涉及用于采出烃和处理出水的井筒装置和方法。 
背景技术
该部分意图是向读者介绍本领域的各个方面，其可能与本发明的实施方式相关。这部分讨论被认为有助于给读者提供促进更好地理解本发明的具体技术的信息。因此，应该理解，这些陈述要据此进行阅读，而不一定是承认为现有技术。 
烃例如油和气的生产已经进行了许多年。为了生产这些烃，对于井内的具体任务，生产***可应用不同的设备。一般地，这些设备被置于在下套管完井或裸眼完井中完成的井筒中。在下套管完井中，井筒套管被置于井筒中，并使穿孔穿过套管进入地下岩层以提供地层流体例如烃进入井筒的流动路程。可选地，在裸眼完井中，生产套管被置于没有井筒套管的井筒内部。地层流体流动通过地下地层和生产套管之间的环状空间，以进入生产套管。 
当从地下岩层——特别是由于井筒挖掘和/或流体采出引起的井下应力增加所削弱的一层或多层不良胶结地层——采出烃时，有可能产生不希望的物质例如固体物质(例如沙)和流体(例如水)而不是期望的烃。在一些情况中，地层可产生烃而没有沙，直到从地层开始出水。随着开始出水，由于增加的阻力(一般而言，水具有比油或气高的粘度)和/或含有砂粒的物质一起溶解，这些地层坍陷或断裂。附加地 或替代地，由于多种原因，随着烃经常产生水，所述原因包括锥进(近井油-水接触面的上升)、套管泄漏、差的胶结、高渗透夹层、天然裂缝和从注入井的指进。 
沙/固体产生和出水可导致大量问题。这些问题包括产能损失，设备损坏，和/或处理、操纵和清理成本的增加。例如，沙/固体产生可能阻塞或限制流动路程，这导致降低产能。沙/固体产生也可引起严重的侵蚀，导致对井筒设备的损害，这可产生井控问题。当产生至表面时，沙从液流中除去，并且必须适当地处理，这增加了井的作业成本。 
出水也减少产能。例如，因为水比烃流体重，所以花费更多的压力将其向上移动并排出井。也就是说，出水越多，移动烃例如油可用的压力越少。另外，水是腐蚀性的，并且如果不适当地处理可引起严重的设备损坏。与沙相似，水也必须从液流中除去，并且适当地处理。出水的这些结果的任何一个或多个增加了井的作业成本。 
沙/固体产生和出水可以使具有大量不同的完井层段——其中地层强度可以在层段与层段之间不同——的井进一步复杂化。因为地层强度的评估是复杂的，所以预测沙和/或水开始的时间的能力受到限制。在许多情况中，混合油藏以最小化投资风险和最大化经济效益。特别地，具有不同层段和边际储量的井可被混合以减少经济风险。在这些应用中风险之一是在任何一个层段中的沙断裂(sand failure)和/或见水威胁完井的另一个层段中的剩余储量。 
用于防止或减轻出水的传统方法包括选择性射孔、层间隔离、流入控制***、树脂处理、井下分离和地面控制井下阀。预防的方法例如选择性射孔、层间隔离、流入控制***和地面控制井下阀在沿着井筒的预定的高出水潜在位置处(或者，在选择性射孔情况下低潜在位置处)进行应用。由于鉴定潜在出水时间、位置和数量的不确定性，结果通常是不能令人满意的。 
历史上的堵水方法是将化学品注射入出水层段以阻塞地层基岩。所述化学品包括水泥和树脂，其随着温度和时间稠化或固化。这些方法长期以来在胶凝动力学、放置和长期稳定性方面受到挑战。其他普通的方法包括使用封隔器或水泥塞以隔离出水地带。机械套筒 或套管包层也被用于隔离进水。该技术包括紧靠期望的包层长度放置热可膨胀的补片或机械可膨胀的补片。为了工作成功，需要好的计划、设计和实施。 
井下分离方法依赖于将旋流除砂器和泵安装于井眼中以将分离的水注射到不同的地下层位。该增加的完井复杂性可容易地理解。由于在井寿命期间改变的引入水比率，选择适当分离器的尺寸是困难的，使得这些费力事情进一步复杂化。 
在近来的解决出水带来的问题的努力中，已经使用聚合物改变与生产套管相连的管件和管子的渗透性。例如，一些努力包括将聚合物从地面注射到出水目标区，并阻止水流动。注射的聚合物必须被小心地选择并小心地注射，以在该实施中具有成功的任何机会。一般而言，方法例如需要现场干预的方法在经济上和技术上是更具挑战的。 
作为使用聚合物解决出水的努力的一种变通，其他人已经尝试用设计为通过膨胀密封流动路程的可膨胀物质涂覆筛管，例如传统的滤砂筛管。这些可膨胀物质通常为聚合材料或涂有聚合物的其他材料，其在与水接触后反应而膨胀。过去的努力已尝试设计具有足够空间以允许流体在期望条件下流动并在不期望条件下形成足够的密封的筛管。例如，可膨胀物质的选择和选择将多少可膨胀物质引入筛管需要仔细的设计，以确保聚合物或其他物质当期望时反应并以期望方式进行反应。其他的努力将固定的膨胀元件与传统的滤砂筛管相关联地布置，试图在出水时引起膨胀元件在滤砂筛管周围膨胀。然而，再次，该努力依赖于需要仔细选择的昂贵的可膨胀物质。例如，当使用聚合膨胀物质时，必须小心以确保聚合物不与产出液中可能存在的其他化学品反应而膨胀或其它方式。 
尽管可利用典型的沙和水控制、遥控技术和各种采油修理工作，但是这些方法经常促使边际储量的成本超过经济限制。因此，简单的、低成本替代方案可有利于降低边际储量的经济阈值和提高某些较大储备应用的经济收益。因此，存在对如此完井装置的需要，所述完井装置提供管理井筒中出水的机构，同时该机构位于井筒的尺寸界限之内。 
其他相关的材料可以至少在美国专利6,913,081；美国专利6,767,869；美国专利6,672,385；美国专利6,660,694；美国专利6,516,885；美国专利6,109,350；美国专利5,435,389；美国专利5,209,296；美国专利5,222,556；美国专利5,222,557；美国专利5,211,235；美国专利5,101,901；和美国专利申请公开2004/0177957中可见。另外相关的材料可以在美国专利5,722,490；美国专利6,125,932；美国专利4,064,938；美国专利5,355,949；美国专利5,896,928；美国专利6,622,794；美国专利6,619,397；国际专利公开WO/2007/094897；和国际专利申请PCT/US2004/01599中可见。此外，另外的信息也可见于Penberthy & Shaughnessy，SPE Monograph Series-″Sand Control″，ISBN 1-55563-041-3(2002)；Bennett等，″Design Methodology forSelection of Horizontal Open-Hole Sand Control Completions Supportedby Field Case Histories，″SPE 65140(2000)；Tiffin等，″New Criteria forGravel and Screen Selection for Sand Control，″SPE 39437(1998)；WongG.K.等，″Design，Execution，and Evaluation of Frac and Pack(F&P)Treatments in Unconsolidated Sand Formations in the Gulf of Mexico，″SPE 26563(1993)；T.M.V.Kaiser等，″Inflow Analysis and Optimizationof Slotted Liners，″SPE 80145(2002)；Yula Tang等，″Performance ofHorizontal Wells Completed with Slotted Liners and Perforations，″SPE65516(2000)；和Graves，W.G.等，″World Oil Mature Oil & Gas WellsDownhole Remediation Handbook，″Gulf Publishing Company(2004)中。 
发明内容
在本发明的一些实施方式中，用于采出烃的***包括限定内部流动通道的第一管状构件。第一管状构件也至少部分地限定外部流动区。第一管状构件进一步包含在外部流动区和内部流动通道之间提供流体连通的可渗透区。将颗粒组合物置于外部流动区，并且颗粒组合物包含许多通过反应性粘合剂结合的颗粒。粘合剂适合于响应于触发条件例如在采出液中存在水而释放颗粒。释放后，颗粒在外部流动区内移动并且至少基本上保持在外部流动区中以形成颗粒积聚。颗粒积聚在外部流动区中形成以阻塞第一管状构件的可渗透区。 
在一些实施中，本***包括第一管状构件和外部构件，它们协作以至少部分限定外部流动区。第一管状构件也限定内部流动通道并包括提供与内部流动通道流体连通的可渗透区。外部构件也包括可渗透区。外部构件的可渗透区提供至外部流动区的进口，这在外部构件的进口和第一管状构件的可渗透区之间形成流动路程。将颗粒组合物置于至少部分在流动路程内的外部流动区。颗粒组合物包括许多通过反应性粘合剂结合的颗粒，所述粘合剂适合于响应于触发条件而释放颗粒。在从颗粒组合物释放后，至少一些释放的颗粒积聚以形成阻塞第一管状构件的可渗透区的颗粒积聚。 
本发明范围内的***也可被描述为包括生产套管和至少一个流量控制室。生产套管包括生产管，其具有当在地层中井筒环境内时适合于接收流体的内部流动通道。至少一个流量控制室被限定在生产套管内，并可包括变路程(changed-path)流量控制室。变路程流量控制室包含偏移的内可渗透区和外可渗透区，其被设定来限定外可渗透区和内可渗透区之间的流动路程。不是变路程流量控制室的流量控制室也包括内可渗透区和外可渗透区，但是可渗透区不是偏移的。胶结颗粒充填被至少部分地布置在内可渗透区和外可渗透区之间的流动路程中。胶结颗粒充填包含许多由粘合剂维持在一起的颗粒。选择粘合剂以响应于触发条件释放颗粒。从胶结颗粒充填释放的颗粒的大小被形成为至少基本上由内可渗透区保持。保持的颗粒可邻近内可渗透区积聚以阻塞内可渗透区，防止流体进入内部流动通道。 
本发明也包括控制来自井筒的采出液流动的方法。示例性的方法包括提供包括生产管的生产套管，所述生产管具有当在井筒环境内时适合于接收流体的内部流动通道。至少一个外部流动区被限定与生产管相连，并且通过内可渗透区与内部流动通道分开。提供了包含许多颗粒的胶结颗粒充填。颗粒充填的颗粒由粘合剂维持在一起，选择粘合剂以响应于触发条件释放颗粒。胶结颗粒充填被置于外部流动区中。胶结颗粒充填的颗粒的大小被形成为邻近内可渗透区积聚，并防止流体进入内部流动通道。 
附图说明
在阅读下列详细说明和在参考附图后，本技术的前述和其他优点可变得明显，其中： 
图1是根据本公开某些方面的示例性生产***； 
图2A-2C是示意性侧视图，其包括水控制***的局部剖面图； 
图3是水控制***的一部分的示意性视图； 
图4A-4C是水控制***的一部分的示意性视图； 
图5A-5F图解水控制***的各种视图和部件； 
图6是装配的水控制***的示意性侧视图； 
图7是置于生产井筒中的水控制***的示意性侧视图； 
图8是置于生产井筒中的水控制***的示意性侧视图； 
图9是水控制***的一部分的示意性视图； 
图10A和10B是水控制***的部分的示意性视图； 
图11是水控制***的一部分的示意性视图； 
图12是水控制***的一部分的示意性视图； 
图13是水控制***的一部分的示意性视图； 
图14是表示与本公开内容相关的方法的流程图；和 
图15是表示与本公开内容相关的方法的流程图。 
具体实施方式
在下列详细描述中，本发明的特定方面和特征借助数个实施方式进行描述。然而，关于下面的描述具体到本技术的特定实施方式或特定应用的程度，意图只是例证性的并且仅仅提供示例性实施方式的简要描述。而且，如果具体的方面或特征就具体的实施方式进行描述，那么适当时这些方面和特征可见于本发明的其他实施方式，和/或可以使用本发明的其他实施方式实施。因此，本发明不限于下文描述的具体实施方式，而是，本发明包括落于所附权利要求书范围内的所有替代方案、修改和等价物。 
本公开内容涉及控制流体流过生产管以增强和/或促进从生产井采出烃的***和方法。根据本公开内容，胶结颗粒充填与流量控制室结合，以提供能够限制或防止不希望的流体流入生产管而无需 操作员的监视或干预的流体控制***。本文对本***和方法控制的流体的提及包括液体和气体流体。采出液中存在水在本文中通常称为触发条件。在此类提及中，术语水拟通常指水性流体，并且包括其中存在水的任何采出液。如下面更充分讨论的，本公开内容的颗粒充填可被构造以在不同的触发条件下响应，例如采出液中更大或更小浓度的水。 
尽管本公开内容主要地涉及生产套管和生产作业，但是本公开内容的原理和教导并因此权利要求的范围包括将本技术应用到注入井和注入操作。在注入操作中，例如，期望至油藏的某些注入剖面有效地完成注射目的，例如注水开发、基岩酸化等。然而，例如使用注水开发，注入水经常在离开注入管柱后，采取阻力最小的通道通过地层。取决于地层和油藏，阻力最小的通道可能不与期望注入剖面一致。例如，从注水来的水一般拟流过低渗透率区以水驱(flood)或推动油接近生产井。然而，如果存在更高渗透率区，例如天然高渗透率区、天然裂缝、诱生裂隙、酸蚀孔洞等，水将自然地向该方向流动，这降低了处理效率并也许导致生产井中早期见水。相似地，用于增产措施的注入操作，例如基岩酸化，可靶向用于应用酸的目标区域，并且酸可具有对具体地层特征的自然亲合力，所述地层特征可能不总是相同的。应用本文描述的技术、***和方法，注入管柱的节段可选择性闭合，或至少大体上被阻塞，以限制流体流动通过该节段。尽管流体可能仍然与阻塞节段邻近的地层接触，但是其只有在克服从期望目标区域到‘漏失层’的环状空间中的摩擦之后，才与地层接触。 
如将在下面讨论中可见的，本公开内容的***和方法可适合于提供自由流，然后在满足触发条件后提供限制流。触发条件可能是自然存在的，例如从地层出水，或者可能是操作员施加的。例如，触发流体可策略上在注入操作中注入以调节注入剖面。进一步，限制流剖面在一些实施中可以被反转(inverse)。在注入操作或生产作业中，反转可应用注入流体或天然的采出液。尽管水是可被用作触发流体的流体，但是包括液体和气体在内的其他流体可被选作触发流体。选择颗粒用于颗粒充填、选择粘合剂和选择触发流体的每一种可受到油藏、 地层并计划操作的影响。尽管下面的描述主要涉及在生产作业中控制水基触发流体和水，但是胶结颗粒充填可用于多种结构和实施。 
将胶结颗粒充填置于流量控制室中，并将其配置为响应于预定的条件(一个或多个)——例如与水或其他不希望的流体(一种或多种)接触，从该充填中释放颗粒。例如，胶结颗粒充填可包括选择的粘合剂，其溶于水(或在其他条件下溶解)，以释放结合的颗粒。然后，释放的颗粒在流量控制室中的流动路程中传输，并且在流量控制室中以阻碍、限制或至少基本上防止流体流动通过流量控制室的方式积聚。本***和方法的实施可允许采出液进入某些生产层段中的油管柱，而在其他生产层段中限制这种流动。例如，本***和方法在生产套管中——例如在与生产油管连接的工具部件或管中——使用间隔间或室，以在水采出时形成局部的颗粒积聚。 
现在转到附图，并首先参考图1，图解了根据本技术的某些方面的示例性的生产***100。在示例性的生产***100中，浮式采油设备102与位于海床106上的水下采油树104相连。然而，应该注意生产***100是出于示例性的目的而图解，并且本技术可用于从任何海下、台地或陆地位置开采或注入流体。因此，生产***可包括所图示的浮式采油设备102，或任何其他适合的采油设备。 
配置浮式采油设备102以监控和从一个或多个地下地层例如地下地层107采出烃，所述地下地层可包括具有烃例如石油和天然气的多个生产层段或生产层108a-108n，其中数字″n″是任何整数。为了进入生产层段108a-108n，经由控制管缆(control umbilical)112，将浮式采油设备102与水下采油树104和控制阀110连接。控制管缆112可以可操作地连接到提供烃从水下采油树104到浮式采油设备102的生产油管、用于水力设备或电力设备的控制管和用于与井筒114内其他设备通信的控制电缆。 
为了进入生产层段108a-108n，井筒114穿透海床106至与生产层段108a-108n分界的深度。可以水平、垂直或以任何方向钻井筒，如在图1指向的钻井筒所示的。可以理解，可被称为生产层段108的生产层段108a-108n可以包括岩石的多个层或区域，其可以包含或可以不包含烃，并且可被称为层段(zone)。如上面最初描述的，位于海床106 处井筒114上的采油树104在井筒114内的设备和采油设备102之间提供连接。因此，采油树104可以连接到生产套管120以在生产层段108和控制管缆112以及其他管件、管子、线或位于井筒外用来收集或处理采出液和/或控制和/或监控作业的其他仪器之间提供流体流动路程。 
在井筒114内，生产***100可包括提供进入生产层段108a-108n的另外的装置。例如，表面套管柱116可以从海床106安装到海床106下特定深度的位置。在表面套管柱116中，可以向下延伸到接近生产层段108的深度的中间套管柱或生产套管柱118可用于为井筒114的壁提供支撑。表面和生产套管柱116和118可被粘结入井筒114内的固定位置，以进一步稳定井筒114。在表面和生产套管柱116和118内，油管柱120可被用于提供烃和其他流体通过井筒114的流动路程。油管柱120指从海床延伸入井筒的管和管部件的总称。因此，油管柱包括传统的生产油管，以及沿着井筒的长度连接到生产油管的工具部件和其他管状构件。 
沿着油管柱的长度，地下安全阀122可被用于阻塞在地下安全阀122上或下的破裂、断裂或其他不期望事件的情况下流体从油管柱120流动。此外，封隔器124a-124n可被用于将井筒环内的特定层段彼此分开。封隔器124a-124n可包括套管外封隔器，例如SwellPackerTM(Halliburton)、 
Figure GPA00001102379500091
封隔器(Baker Oil Tools)或任何其他根据需要用于裸眼井筒或下套管井筒的适合封隔器。 
除上述设备之外，其他的装置或工具例如流量控制***200a-200n可被用于控制流体和/或颗粒流入油管柱120。本文可称为流量控制***(一个或多个)200的流量控制***200a-200n可包括钻开前衬管(pre-drilled liner)、割缝衬管、独立筛(SAS)、预制滤砂管、绕丝筛管、薄膜筛(membrane screens)、可膨胀筛和/或金属丝筛网。在本文结合其他的附图，进一步描述了流量控制***200。流量控制***200可控制烃和其他流体以及颗粒从生产层段108流入油管柱120。 
如上所述，许多井具有多个完井层段和烃/水接触关系，并且出砂倾向在层段与层段之间不同，并且随着时间在单一层段内部也不同。当前预测沙和/或水出现的时间和位置的能力是有限的。在许多 井中，生产层段108a-108n的混合可以是优选的，以简化完井和井采油，并且最大化经济收益，其对于深水井、远处区域的井和/或对于获取边际储藏特别是这样。这些应用中的主要风险是在任何一个层段中沙断裂和/或见水威胁烃生产成果以及任何剩余储量回收。 
为了解决这些担忧，通常使用各种防砂和防水方法。例如，典型的防砂方法包括独立筛(也称天然砂充填)、砾石充填、压裂充填和可膨胀筛。这些方法限制出砂但是未被设计来限制或防止特定流体产生(即，流体控制是相同的，而不管产生什么类型的流体，无论是烃、水还是其他)。此外，典型的机械防水方法包括水泥挤压、桥塞、跨式双封隔器组件和/或可膨胀管材和补片。另外，一些其他的井可能包括化学隔离方法，例如选择性增产措施、相对渗透率改性剂、凝胶处理和/或树脂处理。这些方法要求修井(well intervention)，并且由于预测在井使用期间出水时间、位置和机制的复杂性，结果不一致。在某些环境中，例如在深水井、高压井、高温井和远处区域的井中，修井经常是昂贵的、危险的并且有时甚至是不可能的。 
尽管利用了多种方法，但是控制出水的可用技术通常是复杂且昂贵的。实际上，用于处理水和/或沙问题的传统的流量控制、遥控技术的高成本和复杂性以及修井成本通常使边缘项目的成本超过给定井或油田的经济限制。井中不可控制的出水可能导致烃开采的损失和/或要求在该地区钻新的井。简单的、低成本替代方法仍然需要，以降低边际储藏的经济阈值并提高其他井和油田的经济收益。示例性流量控制***200在下面图2-13中更详细示出。 
图2A-2C是根据本公开内容的示例性流量控制***200的示意性视图。在图2A-2C中，示出流量控制***200的多种部件的代表性实施方式，包括这样的部件如中心管202、外套204、外可渗透区206、内可渗透区208、室隔离器210和颗粒充填212。利用这些部件控制水和颗粒流入油管柱120，并具体而言控制水流入中心管202。 
参考图2A-2C，示出流量控制***200的示例性实施方式的一般结构。图2A图解了代表性流量控制***200的侧视图，其示出具有外不可渗透区214和外可渗透区206的外套204。外套204可以由任何适当的材料并以任何适当的结构方式制造。示例性方法和材料可 见于传统的防砂***的教导，例如绕丝筛管和涂覆材料。尽管图2A图解具有外可渗透区206和外不可渗透区214的外套204，但是可以构造没有外不可渗透区214的适当的流量控制***200。 
通过任何适当的方法例如在绕丝之间提供裂缝、穿孔、空间等，外可渗透区206可被制成对烃和其他流体可渗透的。在一些实施方式中，外可渗透区206可被配置为至少部分地阻塞来自生产层段108和/或地下地层107的沙和其他颗粒物质，来自生产层段108和地下地层107的颗粒物质在本文称为地层颗粒(与是流量控制***的部件的颗粒材料相对，如下所述)。 
图2A连同图2B和2C，进一步图解代表性的流量控制***200包括多个流量控制室220，其具有由室隔离器210之间的纵向距离限定的室长度222。如所图解的，外可渗透区206从内可渗透区208纵向偏移，以便外可渗透区206和内可渗透区208不交叠。在这样的实施中，室长度222可通过内可渗透区和外可渗透区206、208的长度的和来确定，并且可以更长。外可渗透区和内可渗透区206、208的大小可根据井的状况——例如生产层段108的长度、地下地层的预期稳定性、油藏和/或周围区域的预期水含量、井的预期寿命等——而变化。例如，在较短层段的实施中，优选较短的室长度以对层段提供严密控制。相似地，对于较长层段的实施，优选较长的室长度以对层段长度提供适当的控制。在具体层段中，优选的流体控制水平可由层段本身的特性决定，和/或可由井操作者的地方经验决定。相似地，尽管流量控制室被图解为一个接一个处于连续系列，但是本文的流量控制***的一些实施可沿着生产套管的长度布置流量控制***，其中其他传统的生产油管分隔开流量控制***。该实施在图1中示意地示出。 
尽管本发明的流量控制***在可渗透区的大小、流量控制室的大小、流量控制室之间的关系、井筒内流动量控制室的位置和其他细节方面可以不同，但是本公开内容的提供流量控制特征的原理在本文描述的、建议的和/或暗示的所有不同实施方式中是一致的。这些原理的至少一些在图2B和2C中阐明，所述图2B和2C提供了图2A的代表性流量控制***的示意性侧视图，包括局部剖视图，以图解流量控制***200的操作元件。 
图2B通过局部剖面示意图阐明流量控制***200可以包括多个流量控制室220，例如示出的两个半室。另外，图2B阐明在外套204内和中心管202外放置胶结颗粒充填212，其也可被称为颗粒组合物212。因此，颗粒组合物212被布置在外部流动区中(最好参见图3-5)。如在图2B中阐明的，颗粒组合物212最初与外可渗透区206相连放置，在外可渗透区206下面并且不与内可渗透区208交叠。图2B在两个不同的流量控制室220a和220b中图解可能在开采期间遇到的两种不同的流动情况。在流量控制室220a中，主要由烃(富含烃的流体224)——如果不是全部为烃——组成的流体被图解为通过外可渗透区206进入和穿过和/或围绕颗粒组合物212。相反地，流量控制室220b经历含水流体(富含水的流体226)的流入。因为来自生产层段的流体仅仅是烃或仅仅是水是很少见的，所以富含烃的流体224和富含水的流体226之间的区别是相当细微的，并且可以由井筒操作员按照本文描述的原理确定。 
参考图2C并继续参考图2B，可见颗粒组合物212对不同的流体224、226具有不同的反应。图2C阐明富含烃的流体224继续流动通过流量控制室220a中的颗粒组合物212。图2C进一步阐明流量控制室220b响应富含水的流体226的流入，并有效地关闭流量控制室的内可渗透区208。总之，流量控制室220b的颗粒组合物212通过释放颗粒组合物的颗粒以允许它们随着流入液流动到内可渗透区208进行响应，在内可渗透区208中，释放的颗粒228由内可渗透区208保留以形成颗粒积聚230。颗粒积聚230关闭或至少基本上关闭内可渗透区208，这阻碍、限制、防止或至少基本防止富含水的流体226进入中心管202。因此，流量控制室220b发挥控制生产层段的出水的作用。因为出水经常伴随出砂，流量控制室220b的关闭也将帮助减少出砂。以其他方式进入流量控制室220b内中心管的采出液226可在外套204外面行进，例如在生产层段108内，并试图通过流量控制室220a进入。当进入流量控制室220a的流体被不期望的流体226污染时，其也可通过释放颗粒来关闭流量控制室220a对该不期望的流体做出响应。 
对于提供代表性实施方式并阐明本流量控制***200的数个原理和特征的图2A-2C，可以认识到对示出的具体实施方式作出多 种变化。例如，图2A-2C阐明利用中心管202和外套204的流量控制***200，其中在油管柱并入防砂特征例如外筛管和内筛管的方式后，阐明并描述该外套。然而，外套204不必与油管柱120相连，并且可以由生产套管柱118提供外套204，在生产套管柱118中通过在套管中穿孔提供外可渗透区206。这样的实施在图7中示意性阐明，并将在下面结合图7进一步描述。附加地或替代地，本发明内的流量控制***200可包括没有如在图2A-2C中所图解的纵向彼此偏移的内可渗透区和外可渗透区208、206。例如，两个可渗透区可以部分或完全交叠，如在图9、11和12中所示，并结合它们进行描述。 
本文提出的流量控制***200提供中心管202或其他的设计为携带期望采出液的生产管，其具有允许流体进入中心管202的内部流动通道的不连续的可渗透区。中心管202至少部分地限定外部流动区，在外部流动区中布置了适应于当暴露于某些触发条件例如水时释放颗粒的颗粒组合物212。然后，释放的颗粒在外部流动区内流动并在可渗透区积聚，以阻碍、阻塞或以其他方式限制或防止流体流入中心管内部流动通道，或者以其他方式形成微粒塞以完全地或至少基本地阻塞流体流入中心管。一些实施可包括进一步限定流量控制室220以允许更精确控制流体流动和/或促进释放的颗粒在外部流动区内期望区域中积聚的元件，例如结合图5A-5F更清楚地阐明和论述的。 
胶结颗粒充填212可以以任何适当的方式配置以将其布置在如上所述的外部流动区内。从本文提供的描述和附图，至少一些适当的结构将变得清楚；其他的结构也在本发明的范围内。颗粒充填或颗粒组合物212可以通过以期望的方式将任何适当的颗粒固结或粘结在一起而形成。在一些实施中，粘合剂或粘结剂可基于碱金属硅酸盐。示例性碱金属硅酸盐可以是在升高温度下适合于固化为胶结物质的单相流体。例如，硅酸钾和尿素、硅酸钾和甲酰胺、或乙基聚硅酸盐、HCl和乙醇可以被组合以提供可接受的粘合剂。可以使用其他的适当粘合剂，包括其他的碱金属硅酸盐和其他物质。 
当触发流体(或触发颗粒释放的流体)是水时，碱金属硅酸盐可以是适合的粘合剂。也就是说，当流量控制***200被配置来控制来自生产层段的流体流量以限制出水时，可以选择粘合剂以响应水的 存在，例如结合图2B和2C描述的。相似地，流量控制***200可被配置以响应来自生产层段108的其他流体或流体中物质的存在。例如，可以选择粘合剂以响应天然气的存在，当天然气大量地产生或产生速率大于可接受的水平时，使流量控制室220关闭或密封。这样的结构可允许操作员控制天然气开采，从而控制油藏中的天然能量驱动压力。相似地，可以针对对采出液中其他化学品或物质例如硫化氢存在的灵敏性，选择粘合剂，所述化学品或物质优选地不通过中心管吸入。 
应该注意，沿着同一油管柱的不同流量控制室，可以基于对相关生产层段108中状况的估计或了解——例如该生产层段是富含天然气还是富含水，进行配置以响应不同的触发流体。不管流量控制室和/或***设计针对的触发条件如何，选择来固结颗粒的粘合剂被优选地选择以与井筒操作的其他部分相符合，例如对设备没有损害，或者与采出液分离不是极端困难。 
继续介绍用于形成颗粒充填212的粘合剂或胶结物质，使用的试剂的类型和其强度以及材料性质可被选择以控制当井筒处于生产模式时胶结物质的溶解速度，或释放颗粒的速率。例如，粘合剂和颗粒组合物通常可能适于保持颗粒，如果采出液中的水浓度低于预定阈值的话。可选地，可以选择粘合剂以响应要素例如时间、温度、触发流体的浓度、采出液的流速等。此外，颗粒充填212本身的结构——包括颗粒充填的厚度和孔隙度或渗透性，可影响溶解速率，并因此影响释放颗粒的速率。每个生产层段和/或井筒操作员对于任何一个或多个井筒条件可具有不同的耐受度。本***和方法允许操作员基于这些条件的一个或多个，控制在井筒不连续部分中的流体流动，而不干扰在井筒的其他部分中的流动。 
适合用于颗粒组合物212的颗粒可以包括砾石、砂、碳酸盐、粉砂、粘土或其他的颗粒材料，例如由聚合物或其他材料制成的颗粒。出于成本和相容性的原因，天然的材料例如砾石和砂可能是用于制备颗粒充填212的优选颗粒。然而，其他因素例如颗粒大小和充填密度的可控性和/或对井筒生产和/或设备的影响可以鼓励使用其他的颗粒材料。此外，不同材料的颗粒可以被组合在颗粒充填中，这取决于颗粒充填的期望性质和/或所形成的颗粒积聚。 
选择用于掺入颗粒充填212中的颗粒可以具有相同大小和尺寸或不同大小和尺寸。一般说来，可以优选包括大小比内可渗透区208的裂缝或穿孔大的颗粒，这样颗粒或至少大部分颗粒保持在外部流动区中，并且不被允许进入中心管202的内部流动通道。因此，中心管202的结构，特别是内可渗透区208的结构与颗粒的选择可以相关。 
如上述所建议的，所形成的颗粒积聚具有低渗透性并且阻止流过内可渗透区208。颗粒积聚230的渗透性可取决于颗粒材料、密度、形状、大小、种类等。将不同大小的颗粒掺入颗粒充填212可通过混合同一材料不同大小的颗粒或通过混合不同的材料完成。例如，砂和砾石可被掺入颗粒充填212以提供多种多样的颗粒大小。可以使用颗粒材料类型的其他混合物和组合物。在一些实施中，颗粒可包括当暴露于触发条件时经历变化的材料。例如，可以使用当与含水流体接触时(或在其他触发条件下)膨胀的聚合物。在这样的实施中，可以使用相对小的颗粒充填，由于颗粒膨胀，形成较大的颗粒积聚。膨胀也可促进内可渗透区的阻塞提高。任何种类的材料可被用于提供该膨胀，其一些实例如上所述。 
从亚微米到几厘米的颗粒大小范围可提供多种多样的颗粒大小，以增加积聚230的充填密度，从而减小渗透性。示例性颗粒大小范围可从大约0.0001mm到大约100mm。考虑颗粒大小分布和内可渗透区208，可以选择颗粒充填212的颗粒以提供至少10％(按体积)的颗粒大于内可渗透区208的开口。更优选地，更大比例的颗粒将比内可渗透区的开口大。在一些情况下，较小比例也可能是优选的。在其他的情况中，选择用于颗粒充填212的颗粒可具有导致均匀系数大于大约5的多种尺寸。均匀系数是颗粒分类的量度，并且被定义为d40/d90，其在油田颗粒大小测量中是常规的。按照常规，d40表示全部颗粒的40％比d40颗粒大小粗；相似地，d90表示全部颗粒的90％比d90颗粒大小粗。颗粒大小可通过使用任何适当的测量仪器进行测量。例如，筛分法可被用于测量0.037mm到大约8mm范围内的颗粒大小，激光衍射可被用于测量大约0.0001mm到大约2mm范围内的颗粒大小(例如可以使用Malvern′s 
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2000)。其他的***和仪器可被用于测量这些范围外的颗粒。 
除了大小以外的因素(或除了大小以外还具有其他因素)可能影响所形成的颗粒积聚230的充填密度和/或渗透性。例如，颗粒形状和结构可能影响颗粒在颗粒积聚230中紧密充填的能力。当使用天然材料例如沙和砾石进行时，不容易控制颗粒形状，但是如果聚合物基材料或其他人造材料用于颗粒充填212中，那么颗粒可定制成型以利于充填密度。另外，颗粒的密度可能影响颗粒移动通过外部流动区并充填成颗粒积聚230的能力，井筒的方向也可能产生这种影响。可以选择颗粒以具有适合于希望利于足够高的充填密度和足够低的渗透性的颗粒大小分布的体积和密度。 
在本技术的一些实施中，可以实施方法以确定或设计优选的颗粒组合物212。作为一个示例性方法，颗粒——如果大小和/或结构不同——可以基于在预期井筒条件下预测的、估计的和/或计算的积聚曲线进行选择并混合。然后，可以测量该选择并混合的颗粒以确定大小分布和/或均匀系数，如果充分地控制颗粒选择方法，该步骤可能不是必需的。然后，将颗粒释放到原型流量控制室或在预期井筒条件下运转的流量控制室的模型版本中。然后使颗粒积聚形成并测量它的渗透性。如果渗透性足够低，那么可以确定该颗粒选择混合物适合于与检测的那些相似的井筒应用。如果渗透性太高，那么可以重复该方法，直到鉴定出合适颗粒大小和结构的混合物。在一些实施中，微粒混合物可能导致一些产生的颗粒在颗粒积聚充分形成以阻塞流动之前通过内可渗透区208。通过调整颗粒大小、形状、混合物等，以及通过改变内可渗透区208中的开口大小，可以将颗粒产生量控制到任何希望的水平。 
继续讨论颗粒充填组成，示例性的颗粒充填可包括不同大小的颗粒，其中不同大小的颗粒是不同材料的。使用不同材料或组成的颗粒可以使流量控制室提供可逆的颗粒积聚，以选择性地阻塞和随后允许流动通过内可渗透区。例如，提供这样的流量控制室可以是期望的：当采出液包括超过预定浓度的气体(天然气)时，流量控制室阻塞采出液流动通过该室。因此，当采出液满足预定条件时，颗粒充填可适于释放混合大小、混合组成的颗粒。利用较大和较小的颗粒使较小颗粒有效地针对气流密封内可渗透区。然而，在以后的某一时间允许 气体流动通过该室可能是所希望的。作为一个示例情况，限制气流以保持井的天然能量驱动力一段时间来采出与实际同样多的液体采出液可能是希望的。然而，在后面时间，从井中吸取那些气体可能是优选的。 
在一些情况中，可以触发可逆的颗粒积聚以打开内可渗透区。通过将反转流体泵入井筒——其可通过任何适当的方法进行，可以触发可逆的颗粒积聚。继续提供的示例性情况，反转流体可溶解或以其他方式影响较小颗粒，而将较大的颗粒留在适当的位置。较小颗粒的溶解可打开足够大的空隙以允许气态采出液通过内可渗透区。在一些实施中，形成的空隙可以足够小以限制或显著地限制液体流动通过内可渗透区。在可逆颗粒积聚的其他实施中，颗粒可全部由相似大小和/或相同的材料制成，并且反转流体可溶解或以其他方式全部或部分地去除该积聚。因此，颗粒大小和材料的选择可至少由生产层段的状况和触发颗粒积聚的待监测条件告知，并且可由可促动颗粒积聚反转的条件告知。 
虽然图2A-2C提供本技术的代表性实施的示意图和讨论本公开内容和发明的数个原理和特征的背景，图3-13提供另外的代表性实施方式和实施的图解以进一步阐明本发明的范围。尽管在附图中提供数个实例，但是本发明的范围延伸超过所示出的相对有限数量的实施，并且包括阐明的实施方式和所述权利要求的所有变型和等价物。 
图3和图4A-4C提供本技术的相似示意图，其包括布置在外部流动区中的胶结颗粒充填。图3和4A每一个代表流量控制室220的可选的初始结构，其中图解的差异是在颗粒充填212的布置中。先看图3，布置在包含采出液109的生产层段中的流量控制***200的一部分示意性地示出。与图2A-2C图解的相似，流量控制***200包括具有内可渗透区208的中心管202，并包括具有外可渗透区206的外套204。图解的外套204代表上述的各种合适的外套，例如外层筛管部件、一定长度生产套管等。外套204和中心管202之间的距离限定流量控制室220内的外部流动区216。来自生产层段的采出液109通过外可渗透区206进入外部流动区216，然后通过内可渗透区208进入内部流动通道218，如流动箭头232所示的。 
图3阐明布置在外部流动区216内并靠近内可渗透区208的颗粒充填212(与图4A中阐明的实施方式相比)。布置颗粒充填212以使其与流过该外部流动区216的采出液109接触。如所图解的，当流体在充填212边缘周围流动时，采出液109接触颗粒充填。在一些实施中，颗粒充填212可以是多孔的，或者以其他方式配置以允许采出液109流过该充填或该充填的部分。如上所讨论和在图4A到4C中更好阐明的，颗粒充填212适合于当接触触发流体和/或触发条件(例如时间、特定化学品或流体的浓度、暴露于特定条件所逝去的时间等)时释放颗粒，并且内可渗透区208适合于保持至少一些释放的颗粒以形成阻塞该内可渗透区的颗粒积聚。 
图4A到4C图解外部流动区216内颗粒充填212的又一可能的结构。图4A阐明所有与图3相同的部件，除了将颗粒充填布置在流量控制室220中与内可渗透区208相反的一端。因为流量控制室220可以以任何合适的长度或结构提供，其中内可渗透区和外可渗透区布置在相对于彼此和相对于流量控制室全长的任何合适的位置，所以图2-4的各视图仅仅阐明示例性结构，其没有对颗粒充填的距离、形状或结构进行限制。随着将颗粒充填212布置在外部流动区216和在那里限定的流动路程中——其为采出液109到内部流动通道218的通路，颗粒充填212能响应采出液的状况并在适当时关闭流量控制室。 
图4B和4C阐明触发流体对颗粒充填212的影响。图4B示意性地表示在采出液109暴露颗粒充填212于触发流体和/或触发条件一段足够量的时间以释放已被固结成颗粒充填的所有颗粒(释放的颗粒228)后的流量控制室220的状况。同时图4B阐明同时处于运动中的所有释放的颗粒228(即尚末形成颗粒积聚230)。当颗粒充填212用选择的、一旦遇到触发条件迅速地释放颗粒的粘合剂配置时，这样的状态存在于流量控制室220中。可选的粘合剂和/或颗粒充填结构可具有较慢的释放，其保持至少一些颗粒在颗粒充填212中足够长的时间，以便在最后颗粒释放前，释放的颗粒228开始形成颗粒积聚230。 
图4C图解关闭状况中的流量控制室220。更具体地说，释放的颗粒在邻近内可渗透区208处形成颗粒积聚230以密封或至少基本密封内可渗透区。如流动箭头232所指示的，采出液109流入流量 控制室220被颗粒积聚230所阻塞或至少基本上阻塞。示意性地图解颗粒积聚230；应该理解，真实的颗粒积聚不可能形成具有如此精确和确定的边界。此外，可形成颗粒积聚230以完全地填满邻近内可渗透区208的外部流动区，或可配置流量控制***200以形成颗粒塞，其发挥阻塞在外部流动区216内流体流动的作用。释放的颗粒228在外部流动区216中积聚的方式将依赖于多个因素，其包括颗粒大小、形状和密度、外部流动区216的结构和状况、和井筒和/或采出液的其他性质，如在上面至少部分描述的和在本公开的其他附图中图解的。 
现在转到图5A到5F，图解了示例性流量控制***的各视图。在图5A-5F中图解的代表性实施方式中，将流量控制***300配置为一对同心管，其被称为第一管状构件302和第二管状构件304，例如可被组合并成油管柱。图5A和5B分别提供第一管状构件302的透视图和端视图；图5C和5D分别提供第二管状构件304的透视图和端视图；和图5E和5F分别提供装配来提供包括多个流量控制室320的流量控制***300的第一管状构件和第二管状构件的透视图和端视图。 
图5A和5B图解中心管302和轴杆334的实施方式，它们图解为连接在一起。可被称为内部流动管或第一管状构件的中心管302可以是具有内部流动通道318和一个或多个开口例如缝336的管的一部分，这提供内可渗透区308。可沿着中心管302纵向或基本上纵向布置的轴杆334可以通过焊接或其他类似技术与中心管302连接。例如，杆334可通过焊接附着于中心管302和/或由端盖使用焊接固定。附加地或替代地，轴杆334可通过第一管状构件302和第二管状构件304的协作对轴杆加压而固定在适当位置。作为进一步的替代方案，轴杆334可以以任何合适的方式与第二管状构件304连接(图5C和5D)。例如，轴杆334可被焊接到第二管状构件304，其可被配置以对轴杆加压使其压紧第一管状构件302。附加地或替代地，轴杆334可以布置在第一管状构件和/或第二管状构件中凹陷处以将轴杆保持在适当的方向。中心管302和轴杆334可包括碳钢或抗腐蚀合金(CRA)，这取决于具体应用希望的或需要的抗腐蚀水平。材料的选择与常规筛管应用的材料选择相类似。对于中心管302和轴杆334的局部视图的可选透视图，沿线5B的各部件的横截面图在图5B中示出。 
继续参考图5A，缝336适合于提供上述的内可渗透区308。因此，缝336可适合于防止至少一些从用于具体流量控制***300的颗粒充填释放的颗粒通过。例如，缝的宽度和/或长度可以根据颗粒充填的颗粒大小分布进行修改。 
图5A进一步图解内可渗透区308的缝336邻近室隔离器310布置。室隔离器310可以具有与中心管302和/或轴杆334相同或不同的材料。选择用于室隔离器310的材料可以是耐用的，以承受外部流动区的状况(例如磨损、压力等)。室隔离器310可以通过焊接或其他的传统方法与中心管302和/或轴杆334连接，这可以包括如上所述的用于轴杆的一种或多种技术。室隔离器310可以邻近每一内可渗透区308布置，如图解的，或者可以与内可渗透区间隔开。附加地或替代地，邻近的室隔离器310之间的距离限定的流量控制室320可包括多于一个的内可渗透区308。 
在一些实施中，释放的颗粒可能需要室隔离器310的协助以开始在内可渗透区308上积聚。在其他的实施中，外部流动区316的结构(参见图5F)可能对于引起释放的颗粒开始积聚和形成塞是足够的。例如，外部流动区316(轴杆334之间的区域)的长度和横截面积可以是这样的：释放的颗粒在外部流动区中自然地积聚并形成颗粒塞。作为另外的实例，外部流动区可以是中心管和套管柱之间的区域，其中砾石充填或裂缝充填材料布置在环中。在这样的实施中，砾石充填材料可引起释放的颗粒在到达内可渗透区308之前积聚，并且颗粒塞可在远离内可渗透区308处形成。因此，尽管内可渗透区308的结构可依赖于颗粒充填的结构，但是这不是在所有实施中必需的。 
继续讨论图5A的缝336，附加地或替代地，该缝可适合于提供防砂，以防止或限制地层颗粒例如砂流动通过中心管302的外部区域和内部流动通道318之间。例如，缝336可根据″Inflow Analysisand Optimization of Slotted Liners″和″Performance of Horizontal WellsCompleted with Slotted Liners and Perforations″限定，参见T.M.V.Kaiser等，″Inflow Analysis and Optimization of Slotted Liners，″SPE 80145(2002)；和YuIa Tang等，″Performance of Horizontal Wells Completedwith Slotted Liners and Perforations，″SPE 65516(2000)。附加地或替代 地，注意，外可渗透区306可适合于提供一定程度的防砂。也应该注意，第一管状构件302上的内可渗透区308可通过除缝336以外的结构提供。例如，可以使用网格型筛管(mesh type screens)、穿孔、绕丝筛管或这些的组合，或者提供对中心管受控的或限制的进入的其他传统方法。 
图5C和5D图解可以布置在图5A和5B的第一管状构件302和轴杆334的周围的第二管状构件304。图5C提供透视图，而图5D提供沿线5D的横截面图。第二管状构件304可以是管的一部分，其具有沿着其长度的开口或穿孔338。第二管状构件304可包括碳钢或CRA，如上所讨论的结合第一管状构件。可以使用其他合适的材料，这取决于预期的在使用该流量控制***下的状况。 
穿孔338是形成外可渗透区306的适当方法的一个实例。穿孔338的大小可形成为最小化流动限制(即大小形成为允许颗粒例如砂通过穿孔338)，或者可足够小以限制砂和/或其他地层物质流动。穿孔的形状例如可为圆孔、椭圆形和/或缝的形式。尽管外可渗透区306可通过穿孔338提供，但是外可渗透区可以以任何合适的方式提供，例如通过如上所述的缝、通过绕丝筛管、通过网状筛(mesh screen)、通过烧结金属筛或通过其他传统方法，包括常规的防砂方法。在一些实施中，外可渗透区306的开口——无论通过穿孔338或其他方式，可以被形成大小为保持来自本公开内容的胶结颗粒充填的释放颗粒。因此，外可渗透区306的结构可依赖于颗粒充填的材料的选择，反之亦然。 
考虑图5A、5C和5E，可见第一管状构件302和第二管状构件304都被配置具有可渗透区和不可渗透区。更具体地说，在图5E中可见第一管状构件302被配置具有内可渗透区308和内不可渗透区324，而第二管状构件被配置具有外可渗透区306和外不可渗透区314。图5E与上述附图相似，图解了偏移布置的或被配置以便可渗透区彼此没有交叠的内可渗透区和外可渗透区308、306。尽管偏移结构适合于流量控制装置，但是这样的结构对于成功实施本发明不是必需的，如通过图9-14的示意图所见。 
应用第一管状构件和第二管状构件中的可渗透区和不可渗透区使得流量控制***中的变路程流动室成为可能。变路程流动室有效地发挥挡板或流动转向工具的作用，以将流从径向进入方向重新定向到纵向和/或圆周方向。尽管对于本发明的实践不是必须的，但是提供变路程流动室的结构的实施可对本发明的流量控制***提供附加的特点。例如，流动重新定向可减少在进入采出液中的能量，其可导致延长内可渗透区308的可用寿命。 
可通过减少倾向于透过内可渗透区的筛或网的压力和力，延长内可渗透区308的可用寿命。已知，常规用于防砂装置中的筛和网具有撕破或以其他方式形成开口的倾向，这使防砂装置的目的失效。这些开口至少部分地由直接在筛上流动或直接流过筛的颗粒携带液施加在筛上的力引起。筛屈服于这些力的风险在局部“热点”(例如在由于周围区域中堵塞而使产生的流被浓缩之处)中特别大。这些局部热点可能由于井筒内多种情况形成，这些情况中的许多是井操作员不能控制的。在一些实施中，变路程流量控制室可被配置以重新分布进入采出液的能量并减少热点的能量，同时稍微增加施加到内可渗透区308其他区域的能量。在内可渗透区308的整个表面区域重新分布力延长了内可渗透区的寿命。 
当实施变路程流动室时，外可渗透区可以以多种适当的方式配置。例如，可优选配置外可渗透区以控制可能过早地阻塞内可渗透区的地层颗粒的流入。附加地或替代地，可优选配置外可渗透区以阻止采出液压力下的撕破或开口。 
在采出液通过外可渗透区306后，重新定向采出液，并流过至内可渗透区308的外部流动区路径，在内可渗透区308内，流体必须再一次改变方向以通过内可渗透区并进入内部流动通道318。当采出液流过外部流动区时，能量在整个流体剖面重新分布，并且内可渗透区308中热点的风险被最小化。取决于井筒和流量控制***的结构，在内可渗透区308处的该转向可以是180度转向，或者U形转弯，以将该流加入到内部流动通道中。室隔离器310可被配置以承受由于该流体在内可渗透区308处重新定向而施加在其上的力。如可见的，影响内可渗透区308的流体流动已被阻碍或重新定向至少两次，并且其 能量因此被减少和/或分配。没有被理论所束缚，相信变路程流动室的实施将导致内可渗透区308具有更长的寿命和/或内可渗透区更能承受各种井筒状况。附加地或替代地，变路程流动室可允许内可渗透区308由更多样性的结构和/或材料提供。 
图5E和5F图解第二管状构件304在第一管状构件302和轴杆334周围布置的实施方式。第二管状构件304可以通过与轴杆334连接固定到第一管状构件302。该连接可通过焊接或其他相似的技术进行，如上所述。作为一个实例，第二管状构件304可在内表面设置一个或多个凹槽或缝(未示出)，其适合于容纳一个或多个轴杆334。然后，第二管状构件304可在第一管状构件302和轴杆334上滑动，其中轴杆334和第二管状构件上凹槽之间的关系维持第一管状构件和第二管状构件之间的希望转动方向。然后，第一管状构件302、第二管状构件304和轴杆334的组件可通过在流量控制***300的一部分的纵端340处焊接而连接在一起。附加地或替代地，该流量控制***的部分可终止于端盖(没有示出)，其可以被焊接或以其他方式连接到第一管状构件302、第二管状构件304、轴杆334和室隔离器(一个或多个)310中一个或多个上。可选地，轴杆334可被固定到第二管状构件304，并且该组合然后在第一管状构件302上滑动，该组件可以以任何合适的方式例如使用端盖完成并连接在一起。 
图5F提供图5E中图解的组件的横截面图，其包括第一管状构件302、第二管状构件304和轴杆334。图5F进一步图解内部流动通道318和外部流动区316。应该注意，图5A-5F图解应用八个轴杆334，特别是在绕第一管状构件302的转动方向，但是这样的结构仅仅是外部流动区316适当结构的示例，外部流动区316可以按照本公开内容实施。轴杆334可进一步通过将环打断成不连续的流动通道来限定外部流动区，但是这样的不连续通道的数量和结构可被改变以满足井筒中的状况和/或流量控制***的结构。例如，可以提供更多或更少的轴杆，包括根本不使用轴杆的可能性。此外轴杆334可以绕环外周地均匀间隔，或者可以基于井筒的状况布置在特定的位置。例如，倾斜的或水平的井筒可建议流量控制***300的结构不同于最适合垂直 井筒的结构。可选地，轴杆可以以更复杂模式提供，例如非线性的或非平行模式。 
图6图解流量控制***400的组装构件442的实施方式，其中端盖444布置在第一管状构件(未示出)、轴杆(未示出)和第二管状构件404周围。因为端盖可以以任何适当的结构提供，所以图解的端盖444仅仅作为例子，同时这些任何适当的结构在本公开内容的范围内。具体流量控制***400的结构细节对于不同的井筒和/或对于不同的使用条件可以改变。例如，端盖444可适合于促进流量控制***的邻近构件连接在一起，和/或可适合于促进流量控制***部件与生产管的其他构件连接。 
如在图6中图解的，每一端盖444包括颈区446，所述颈区446包括用于将流量控制***的构件442与流量控制***的其他构件、管部分和/或其他装置连接的螺纹448。端盖444可在颈区446例如在部分450被连接到第二管状构件404、轴杆(未示出)和/或第一管状构件(未示出)，其中颈区446适合于安装到流量控制***构件442的剩余部件。在颈区446，端盖444、第二管状构件404、轴杆(未示出)和中心管(未示出)可以以与在绕丝筛管上实施的相似方式焊接在一起。第一管状构件(未示出)可延伸超过第二管状构件404的任一端，以提供用于管连接、将流量控制***的构件连接在一起或将其他工具与流量控制***构件442连接的空间。 
图6也图解与流量控制***例如在图1中图解的流量控制***的结构相关的特征和原理。如在图1中图解的，生产套管100，更具体而言油管柱120，包括多个流量控制***200，其中一个***200与每一生产层段108相连布置。图1的流量控制***200可以由图6的单一构件442提供，或者可以由两个或更多个构件442的组合提供。作为一个实例，应用多个流量控制***构件442可能是实际情况的时刻是当具体的生产层段108比使用单一构件是实际的生产层段更大时。作为另一个实例，当认为具体的生产层段108具有不同的状况时应用多个构件——其可能证实不同的处理——可能是实用的。例如，该层段的一个区域可以是更关心防水，而另一个区域可能是更关心硫化氢或其他不期望化学品的产生。在这样的情况中，第一流量控制构件可 以被配置以响应作为触发流体的水，而第二流量控制构件可被配置以响应其他不期望状况。 
图6进一步图解单一流量控制构件442可被配置以包括多于一个的流量控制室420。如上，流量控制室420是室隔离器(未示出)之间的间隔。单一流量控制构件442中的流量控制室420可被相似地配置或不同地配置。例如，可渗透区的结构可在室之间变化，颗粒充填的灵敏度和/或触发流体/条件可在室之间变化，或者本文讨论的其他参数可被改变以适应如此条件：在该条件下，将使用流量控制***400、特定的流量控制构件442和/或特定的流量控制室420。 
图7是在井筒114中布置的流量控制***500的示意图。除了参考图7的实施方式描述的那些以外，流量控制***500还可包括上述原理、特征和变化的任何一个或多个。图7的井筒114是下套管井，其可根据任何类型的常规技术下套管。在图7中，井筒114的一部分被示出，其中流量控制***500a和500b在邻近生产层段108a和108b处布置。在该部分的井筒中，封隔器124a、124b和124c与流量控制装置500a和500b一起使用，以提供单独的流量控制室520与单独的生产层段108a和108b相连。 
在图7的实施中，通过分别提供第一管状构件502和第二管状构件504的油管柱120和生产套管柱118的组合提供流量控制***500。油管柱120的内部126提供上述的内部流动通道518，而油管柱和生产套管柱118之间常规的环128提供上述的外部流动区516。定位封隔器124以作为将井筒的部分限定为流量控制室520的流动室隔离器510。通过油管柱120上的缝536提供内可渗透区508，并由穿过生产套管柱118和水泥132的穿孔130提供外可渗透区506。流动路程134限定在套管柱中穿孔130和内可渗透区508之间，其允许采出液进入油管柱的内部流动通道。 
穿孔130提供的外可渗透区506阐明了宽范围的、可用于外可渗透区的结构，其可包括具有天然或人造过滤特征或不具有任何筛或过滤特征的结构。此外，应该注意内可渗透区508可通过传统油管柱的任何适当改变来提供。例如，传统的生产油管套筒可提供有其他传统的防砂装置，该装置被进一步改变与本公开内容的颗粒充填一 起使用，例如具有大小形成为保持至少一些释放的颗粒来使颗粒积聚形成的开口。 
如上所述，本发明的流量控制***包括颗粒充填512或在外部流动区中布置的其他形式的固结颗粒材料，外部流动区至少部分地由第一管状构件502的外表面限定，所述第一管状构件502在本文图解为油管柱120。如在流量控制室520b中图解的，示意性图解的颗粒充填512被以处于外部流动区516(环128)和处于流动路程134内的方式布置在油管柱120周围。继续介绍流量控制室520b，流动路程134中的流体经过颗粒充填512上面或通过颗粒充填512，经由内可渗透区508进入油管柱120。因为颗粒充填512接触流体，所以颗粒充填能响应流量控制室520b中改变的状况，而无需用户的介入。 
因此，如果流量控制室520b中的状况改变以满足触发条件，那么颗粒将从颗粒充填512释放，这可根据本文讨论的任何一个或多个情况和实施方式进行。在满足触发条件一段足够时间后，一些或所有颗粒将被释放，并将形成颗粒积聚530，如在图7的流量控制室520a中图解的。颗粒积聚可以是阻塞或至少基本上阻塞流体流动通过流量控制室——这里是室520a——的内可渗透区508的任何适当结构。对于流量控制室520a，可见，进入流量控制室520a的流体552经历基本上阻塞的流动路程554，并且至少大部分的流体不允许进入内部流动通道518。 
图7中示出的流量控制***500的代表性实施方式进一步阐明内可渗透区508和外可渗透区506的相对位置可以根据流量控制室的结构和/或其作业条件而改变。在前面的数个图中，颗粒充填(212和312)在内可渗透区(208和308)上方垂直布置，并且流体流动被图解为向下流动，因为受益于重力。在图7的实施中，内可渗透区508在外可渗透区506的上面垂直布置，形成向上方向的流动路程。图7的流量控制***500的向上路程需要颗粒充填512的释放颗粒反重力流动，以在邻近内可渗透区处形成颗粒积聚530。根据在颗粒充填中使用的颗粒的密度和进入外部流动区516的流体的密度，这样的向上结构可能存在问题。然而，本流量控制***的一些实施可应用适合于漂浮的颗粒，例如具有低密度或促进在液体环境中漂浮的其他结构的那些。 例如，适用于本发明的一些颗粒可包括外壳和中空芯，这减小了质量同时最大化了体积。这样的颗粒可以是天然存在的，或者可以是定制用于该应用的。因此，向上定向的流动路程可利用浮力和在作业期间流动流体克服重力影响的力。 
图8是与图7相似的示意图，但是其示出在用于裸眼多层井的井筒114中布置的流量控制***600。然而，在图8中，本文论述的第二管状构件304或外套204由井筒的天然壁604提供。用于流体通过流量控制***600的流动路程134是从井筒壁进入流量控制室620并接触颗粒充填612，然后通过内可渗透区608。流量控制室620在井筒的环内产生，如在图7中，并且可以用常规的封隔器、仍待发展的封隔器、井筒内的其他工具和/或井筒的天然要素如井筒的末端或底形成，当实施本发明时，其每个可被称为室隔离器。与上述附图类似，图8图解内可渗透区608偏离地层的生产层段108，这将导致变路程流动室，然而这样的结构不是必须的。颗粒充填612可被提供为附着到油管柱120，或作为油管柱120的一部分，如所图解的，或者可以连接到封隔器或提供室隔离器610的其他装置，或为封隔器或提供室隔离器610的其他装置的一部分。图8的其余部分与图7十分相似，对其重复描述是多余的。应该充分注意，颗粒充填612(如在流量控制室620b中所见)当暴露于触发条件时分解，并且来自颗粒充填的颗粒重组为颗粒积聚630(如在流量控制室620a中所见)。因此，流量控制***600以与上述***相似的方式提供自动流量控制***，当在井筒的该区域中发现不希望的状况例如过量出水时，其有效地阻碍流动通过生产管的区域或室。 
图9-13提供在触发前结构中或在颗粒充填712的颗粒释放之前，流量控制室720的另外的示意图。为图9-13的目的，至少部分因为其示意的性质，在所有附图中，元件被附注为同样的数字，尽管那些元件的结构不同，如在附图中可见的。提供图9-13以进一步图解可在本发明的范围内使用的结构类型，包括外可渗透区706、内可渗透区708和颗粒充填712之间的适当关系的类型。 
图9-13类似于上述图3-4示意性图解。图9图解在邻近采出液109处布置的流量控制***700。采出液109通过外可渗透区706 进入外部流动区716。在外部流动区716中，流体经过并与颗粒充填712接触。然后，流体通过内可渗透区708进入内部流动通道718。图9图解至少一些上述的变化。图9图解颗粒充填712可与第二管状构件704连接。此外，图9图解外可渗透区706可与内可渗透区708交叠或如本文所示的至少部分地交叠。偏移可渗透区706、708的至少一个益处是导致接触内可渗透区708的流体内能量减少。如在图9中图解的，该能量减少益处的一些可通过在外可渗透区706到内可渗透区的直接路径中布置颗粒充填712提供。因此，接触内可渗透区708的流体或者在通过外可渗透区706后改变进程，或者通过颗粒充填712，两者中任一种将分配流体中的能量，并最小化局部热点的可能性。然而，如上所讨论的，提供偏移可渗透区和/或经过颗粒充填712造成的流动阻尼效果在本发明的所有实施中不是必须的。例如，图9的颗粒充填712在其图解的底端可被缩短，暴露出至内可渗透区708的直接路径而不背离本发明的范围。 
相似地，图10A被示意性地画出以图解颗粒充填712的可选结构。图10A的元件的其余部分类似于在图9可见的那些，并且不在这里详细地论述。然而，应该注意，图10A的颗粒充填712不与第一通道构件或第二通道构件的可渗透区相连，而是布置在外部流动区716中箭头732所指的流动路程中。也应该注意，图10A的颗粒充填712被如此布置以便消除至内可渗透区708的任何自由通路或通道。颗粒充填712可被配置为多孔性的或允许流体通过该充填，例如通过限定通道穿过该充填。布置以充填外部流动区716的多孔性颗粒充填可根据这样设计强加的压降和流阻进行配置。虽然流动穿过颗粒充填(与流动经过颗粒充填相比)引起的压降可能是不期望的，但这样的结构可增加流体和颗粒充填712之间的接触的数量和/或质量。例如，如果迅速释放颗粒是需要的，则图10A的结构可允许触发条件更迅速地被更大部分的颗粒充填712所觉察，从而在更少的时间内释放更多的颗粒。当触发条件对井作业特别敏感或重要时，颗粒快速释放可能是期望的。其他的井筒状况可能偏向延迟释放颗粒。也应注意，图10A的颗粒充填712可与第一通道构件702和或第二通道构件704相连。 
图10B图解图10A结构的一个变化。如不存在通过颗粒充填712 的流动箭头732所表示的，图10B的颗粒充填712装填外部流动区716，并且没有设计为允许流体穿过其中。尽管一些流体可能穿过颗粒充填，但是图10B的充填712没有设计有通道，并且不意图阻断或至少基本上阻断流体流入内部流动通道718。当已知流量控制室720布置在最初采出不希望的流体然后采出期望流体的层段的一部分内时，这样的结构可能是期望的。因此，图10B的塞状颗粒充填712可被配置为当期望流体接触颗粒充填时，打开至内可渗透区708的通道。例如，塞状颗粒充填712可包括溶于期望流体的材料，以便通过溶解该可溶材料，在颗粒充填中形成通路。附加地或替代地，塞状颗粒充填712的粘合剂可适合于当接触期望流体时释放颗粒。在这样的结构中，可以选择从塞状颗粒充填712释放的颗粒，并将其大小形成为形成允许流体流动通过内可渗透区708的多孔性积聚。在一些方面中，图10B是本公开其余内容中讨论的结构的反转，并且是本发明的范围的一个实例。如本文讨论的，本发明涉及利用在至少两个积聚的或充填的结构之间转换的颗粒材料的流量控制***，所述两个结构的一个允许流体流入内部流动通道，所述两个结构的另一个阻塞流体流入内部流动通道，该转换不要求用户或操作员介入并且发生在满足触发条件后。 
图11图解本公开内容范围内的流量控制***的又一可能结构。图11的流量控制***700在外部流动区716中包括多个颗粒充填712，其沿着单一流量控制通道720的长度间隔开。颗粒充填712a、712b、712c的每一个可不同地构造，或可能是相似的结构和组成。颗粒充填712的图解的位置仅仅是代表性的，并且颗粒充填的任何分布可适合于本发明。 
在本发明的一些实施方式中，可以配置单一流量控制室以具有分段应用的流量控制特性。在图11的实例中，上面的颗粒充填712a可被配置以更迅速地响应给定触发条件，释放其颗粒，然后另一颗粒充填开始释放颗粒。在这样的实施中，上面的颗粒充填712a的颗粒可在中间的颗粒充填712b的位置处形成颗粒积聚，这有效地密封流量控制室720的上部，同时允许流体通过外可渗透区706的其余部分继续进入内部流动通道。在图11图解的实例中，当已知不希望的流体在流量控制室的位置上方存在时，这样的结构可能是希望的。当不希望的 流体首先进入采出液，并试图进入内部流动通道时，其将来自流量控制室的上端。仅仅密封上部可允许流量控制通道的下部继续采出希望的采出液，而不希望的流体继续沿其路线向流量控制室的剩余部分前进。在这方面，使用多段流量控制室720可类似于在管柱中使用多个流量控制室。应该注意，对上、下、上方等的提及与以图解方向的实施相关，并且对具有不同方向的实施，可相应参考。例如，图11的可渗透区和颗粒充填可被配置有分段应用的颗粒积聚，以至少基本上阻塞来自下面流量控制室720的不希望流体，例如当实施分段应用以控制出水并且水位于烃下面时。 
图12提出流量控制***700的一部分的又一示意图。在图12中，流量控制***被水平地布置，例如可以为水平井筒中的情况。尽管图12的实施方式可能适合于水平布置的流量控制***，但是本公开的水平布置的流量控制***可包括本文描述的任何特征、元件和结构，并不限于图12中示出的实施方式。图12进一步图解其中内可渗透区和外可渗透区706、708的每一个延伸流量控制室720的全部长度而不仅仅包括不可渗透区的实施方式。图12的流量控制室720设置有更靠近内可渗透区708布置的颗粒充填712，其可与内可渗透区相连。采出液109沿着通路732流动通过外可渗透区706并进入外部流动区716，这接触颗粒充填712并通过内可渗透区708进入内部流动通道718。在一些实施中，颗粒充填712被配置有通道或在生产期望液期间可渗透的其他设计。在触发条件在流量控制室中存在的情况下，例如存在水，颗粒充填712如上所述释放一些或所有其颗粒，以在邻近内可渗透区处形成颗粒积聚，关闭颗粒充填中的通道，并阻塞或至少基本上阻塞内可渗透区708。 
可实施多种结构以确保或至少利于在流量控制室中希望的阻塞水平，如在通篇所论述的。在包括全长内可渗透区的图12的实施方式中，可配置颗粒充填712以如此方式邻近内可渗透区：释放的颗粒向可渗透区坍陷以形成积聚。另外说明，颗粒充填712可被配置以包括由粘合剂间隔开的颗粒，并且可具有限定通过该颗粒充填的孔隙或其他通道。当粘合剂接触或暴露于触发条件时，颗粒释放并坍陷进颗粒充填的孔隙，并最终坍陷到内可渗透区708上。可实施其他的结 构以促进释放的颗粒以期望的方式积聚，形成足够阻塞内可渗透区的颗粒积聚。在本文描述的该实施方式以及其他实施方式中，应该注意，选择用于颗粒充填的颗粒以及其数量、大小、形状、体积和密度可以被选择，以形成足以阻塞内可渗透区的期望部分的颗粒积聚，所述内可渗透区的期望部分可包括整个内可渗透区。与图10A和10B的讨论相似，图12的结构可改变以提供对内可渗透区708的最初阻塞，其在满足触发条件例如开始采出希望的流体后打开。 
图13示意性地提出图7和8中示出的实施方式的变型，其中使用井筒和/或套管的部分形成流量控制***，以形成外套或第二管状构件。图13示意性地图解在井筒壁和油管柱之间的环中应用砾石充填或破裂充填技术，例如包括砾石756。图13图解与裸眼井筒相邻的生产层段108内的采出液109。裸眼井筒的壁提供本发明的外套704，并且邻近生产层段的井筒壁的区域提供有效的外可渗透区706，采出液通过该有效的外可渗透区706到达外部流动区716。 
如在图13中可见的，将颗粒充填712邻近生产层段布置，以便进入外部流动区716的流体与颗粒充填712接触。如图解的，颗粒充填712可与生产油管和/或作为流动室隔离器710的封隔器124连接。可接受的颗粒充填的结构将至少部分地取决于生产层段相对于封隔器124限定的流量控制室720的位置。在颗粒从颗粒充填712释放后，流体流动路程732携带颗粒向砾石充填756移动。在一些实施中，砾石充填756和释放的颗粒可被配置以允许释放的颗粒通过砾石充填，在内可渗透区708形成颗粒积聚。附加地或替代地，至少一些释放的颗粒可由砾石充填756保持，并且颗粒积聚可在邻近内可渗透区708处形成，但不与该可渗透区直接接触。例如，颗粒积聚可以在图13示出的砾石充填756的顶上形成，其具有与在内可渗透区708处形成的颗粒积聚基本上相同的作用。 
本发明范围内的流量控制***可包括本文论述的任何变化和特征，其可包括组合和/或重排图1-13的一个或多个特征。作为重排上述图解的特征的一个实例，封隔器技术，例如结合图7和8公开的，可在封隔器不充当室隔离器的实施中应用。除本文公开的流量控制***提供的局部流动控制之外，封隔器还提供层位封隔。图14提供涉及 实施或开发本发明的流量控制***的至少一些步骤的较高水平的流程图。对于图14中列出的步骤利用与上述一个或多个实施方式更紧密相关的术语，应该注意，图14的方法仅仅表示根据本发明可以用作形成或制成本发明范围内流量控制***的方法的一部分之步骤。 
在图14的示例性方法800中，在步骤802，该方法开始于提供具有到内部流动通道的进口的中心管。该进口可被称为内可渗透区。另外，在步骤804提供外套。与中心管类似，外套具有进口，其可被称为外可渗透区。在步骤804涉及的外套可以是任何形式或结构的外套，包括本文描述的那些，例如第二管状构件、套管或井筒壁。然后，在步骤806，将外套至少部分地布置在中心管周围。外套和中心管之间的关系限定至少一个外部流动区。因此，进入外可渗透区的采出液在进入内部流动通道之前流动通过外部流动区到内可渗透区。 
图14的方法继续在步骤808提供胶结颗粒充填，然后在步骤810，将其布置在外部流动区。胶结颗粒充填可以根据本文描述的多种结构以及其变化和等价物的任何一个。另外，胶结颗粒充填可以以任何适当的方式布置在外部流动区中，该方式允许颗粒充填接触至内可渗透区途径中的进入采出液。然后，在步骤812，限定流量控制室，以关闭外部流动区的部分，并且控制流体流动和颗粒从颗粒充填释放。 
图14的流程图和/或图14的本文描述包括表示特定步骤顺序或步骤时间的正文或图。然而，任何一个或多个图14的步骤可以采用更多或更少的步骤重新排序和完成，而没有背离本方法。例如，外套的外可渗透区可以在外套已经布置在中心管周围之后产生。同样地，用于限定流量控制室的一个或多个元件可以在颗粒充填布置在外部流动区中之前与中心管和/或外套相连。作为一个实例，第一封隔器或室隔离器可安装在中心管和外套之间，然后可将颗粒充填布置在外部流动区中，并且第二封隔器或室隔离器可以被安装。图14步骤的其他变化在本发明的范围之内。 
同样地，图15提供可以在利用本文描述的流量控制***的本发明方法中使用的步骤的代表性流程图。类似于图14，结合图15描述的步骤本身和步骤顺序仅仅代表本发明方法的一些。当这样的变化产生利用在外部流动区中布置的颗粒材料的流量控制***时，步骤 和/或步骤顺序的变化在本发明的范围内，当满足触发条件时，所述外部流动区从第一固定状态转变为自由或释放状态而无需用户或操作员介入，其释放的颗粒返回到积聚、固定的状态——再次无需用户或操作员介入——以控制采出液流动通过流量控制室。 
图15图解操作本发明的流量控制***以控制流动通过流量控制***一部分的方法900。因此，图15的操作方法900包括在步骤902提供井筒环境。操作方法900可进一步包括在步骤904提供第一管状构件和第二管状构件，以至少部分地限定外部流动区。第二管状构件可以是与第一管状构件同心连接的，使得外部流动区是第一管状构件和第二管状构件之间的环。另外，合适的话，外部流动区可被分成更小的流动区。 
继续图15的方法，第一管状构件设有内可渗透区，并且第二管状构件设有外可渗透区。外可渗透区和内可渗透区连同外部流动区可被配置来提供从采出液源到第一管状构件的内部流动通道的流动路程。内可渗透区和外可渗透区的提供在图15中图解为步骤906，但是应该注意，第一管状构件和第二管状构件可设有预形成的可渗透区，从而使该步骤为任选的。此外，如在图15中指出的，第一管状构件和第二管状构件和/或内可渗透区和外可渗透区之间的关系可以是这样的：可渗透区彼此偏移。在内可渗透区和外可渗透区偏移的情况下，从采出液源到内部流动通道的流动路程可被称为变化的流动路程，并且相关的流量控制室可被称为变路程流量控制室。 
另外，图15的方法900包括提供胶结颗粒充填和将其布置在外部流动区中，如在步骤908指出的。胶结颗粒充填可根据本文提供的的任何描述，并且可与第一管状构件、第二管状构件和/或流量控制***的另一构件相连。也应注意，胶结颗粒充填在采出液通过内可渗透区到内部流动通道之前布置在流动路程中。一般地，颗粒充填(一个或多个)可被布置在外可渗透区和内可渗透区之间。颗粒充填(一个或多个)布置在外部流动区中的方式可以根据本文描述的任何结构，或者为将颗粒充填置于暴露于颗粒充填拟响应的条件下的位置中的其他方式。 
在步骤910，可见图15的方法900包括限定流量控制室(一个或多个)。流量控制室包括至少一个颗粒充填和至少一部分的外部流动区。用于限定流量控制室的材料或元件，如上所述，可以根据流量控制***和/或井筒状况的其他设计选择而改变。例如，流量控制室可在两个同心管之间形成，然后将其布置在井筒环境中，例如在任选步骤912中示出的。可选地，流量控制室可通过井筒壁(下套管的或裸的)、布置在井筒内的中心管和封隔器之间的关系形成。如该可选的流量控制室图解的，将流量控制室布置在井筒环境中的步骤912是任选的，这是因为其已经作为方法900的另一步骤的一部分完成，例如提供限定外部流动区的第一管状构件和第二管状构件的步骤904。 
在限定流量控制室和将其布置在井筒环境中后，在步骤914，该方法允许采出液进入流量控制室。流体可被允许通过用于开始采出液在井筒中流动的任何各种方法进入流量控制室。当采出液进入外部流动区时，流体接触颗粒充填(一个或多个)。在采出液满足触发条件例如存在水或存在太高浓度水的情况下，颗粒充填(一个或多个)被配置以将至少一些颗粒释放入外部流动区内的流中，如在步骤916指出的。颗粒释放是自调节的，并且不需要用户或操作员介入。配置释放的颗粒和内可渗透区以便至少一些释放的颗粒保持在外部流动区中，并且在步骤918中，在邻近内可渗透区处形成颗粒积聚。然后，该颗粒积聚阻塞至少一部分的内可渗透区以控制满足预定触发条件的流体的流动。 
如参考图1-13和本文相关描述可见的，本发明范围内的结构的种类是众多的，但是通过共同的主题相联系。相似地，准备、实施和使用本发明***的方法是多样的，本***和方法可以使用的条件也是多样的。因此，本流量控制***和方法可被用于多种生产层段或地带，并且可在多种操作条件下使用。有利地，这些流量控制***如图2-13中图解的那些的不同组合，可被用于不只是控制水或其他不希望流体条件的产生。例如，实施本发明以控制水流动对控制通常伴随水流动的砂流动具有有益效果。 
附加地或替代地，本***和方法可提供操作员阻塞采出液在井筒的一个区域中流动而同时允许其他生产层段继续采出未被阻塞 生产层段出砂和/或出水妨碍的流体的能力。此外，因为这种机构没有任何活动部分或部件，其为某些油田应用提供了关闭出水和/或其他不希望流动状况的低成本机构。 
本技术也包括将复合颗粒充填放置在与先前布置的中心管相邻的井筒中。例如，一些井可能已经具有布置在其中的穿孔中心管以允许采出液进入该井，但是如果采出液在特定的井区域或地层层段中变成不希望的，那么可能缺少可靠的、自调节的、控制流体通过穿孔中心管的路线。在最初放置中心管时，这些井可能没有出水(或其他状况)，但是其开始出水或可能开始采出这样的副产品。在例如这样的情况中，操作员可将更小的管状构件放入中心管内(根据本公开内容的措辞，使最初的中心管成为外套)，并且将颗粒充填置于在最初的中心管和新的更小管状构件之间新形成的环中。 
尽管本发明的技术可允许不同的修改和替代的形式，但是上述的示例性实施方式已经作为实例示出。然而，再一次应该理解，本发明不意图限于本文公开的具体实施方式。事实上，本发明的技术意图包括所有落于本发明精神和范围内的修改、等价物和替代方案，如所附权利要求书所限定的。 

Claims (15)

1.用于采出烃的***，所述***包括：
第一管状构件，其限定内部流动通道和至少部分限定外部流动区，并且其中所述第一管状构件包含在所述外部流动区和所述内部流动通道之间提供流体连通的可渗透区；和
颗粒组合物，其置于所述外部流动区中，其中所述颗粒组合物包含许多通过反应性粘合剂结合的颗粒，所述粘合剂适合于响应于触发条件而释放颗粒，并且其中从所述颗粒组合物释放的颗粒在所述外部流动区内移动，并且至少基本上保持在所述外部流动区内以形成至少基本上阻塞所述第一管状构件的所述可渗透区的颗粒积聚。
2.权利要求1所述的***，其中所述颗粒组合物包含许多不同尺寸的颗粒。
3.权利要求1所述的***，其中所述颗粒组合物被固定地置于所述外部流动区内，直到颗粒被所述粘合剂释放。
4.权利要求1所述的***，其中所述粘合剂当接触产物流体时保持其完整性，并当接触触发流体时释放颗粒。
5.权利要求1所述的***，进一步包括置于所述外部流动区内的至少一个室隔离器，其适合于至少部分阻塞所述外部流动区中的颗粒流动以开始颗粒积聚。
6.权利要求1所述的***，其中至少两种颗粒组合物被置于所述外部流动区中，并且其中所述至少两种颗粒组合物适合于协作提供分段布置颗粒和分段阻塞所述外部流动区。
7.用于采出烃的***，所述***包括：
第一管状构件，其限定内部流动通道，其中所述管状构件包括提供与所述内部流动通道流体连通的可渗透区；
外部构件，其具有与所述第一管状构件的外表面径向间隔的内表面，其中所述第一管状构件和所述外部构件至少部分限定外部流动区，其中所述外部构件包含可渗透区，其中所述外部构件的所述可渗透区提供至所述外部流动区的进口，在所述外部构件的所述进口和所述第一管状构件的所述可渗透区之间形成流动路程；和
颗粒组合物，其被置于至少部分在所述流动路程内的所述外部流动区中，其中所述颗粒组合物包括许多通过反应性粘合剂结合的颗粒，所述粘合剂适合于响应于触发条件而释放颗粒，并且其中至少一些释放的颗粒积聚以形成至少基本上阻塞所述第一管状构件的所述可渗透区的颗粒积聚。
8.权利要求7所述的***，其中所述第一管状构件的所述可渗透区、所述外部构件的所述可渗透区和它们组合中的至少一个适合于防止地层颗粒进入所述内部流动通道。
9.权利要求7所述的***，其中所述粘合剂当接触产物流体时保持其完整性，并当接触触发流体时释放颗粒。
10.权利要求7所述的***，其中所述反应性粘合剂被选择以控制颗粒从所述颗粒组合物释放的速率。
11.权利要求7所述的***，其中所述释放的颗粒适合于在所述外部流动区内向所述第一管状构件的所述可渗透区流动，并且大小形成为至少基本上保持在所述第一管状构件的所述可渗透区附近的所述外部流动区内，形成至少基本上阻塞所述第一管状构件的所述可渗透区的所述颗粒积聚。
12.权利要求7所述的***，其中所述颗粒组合物包括具有多种尺寸的颗粒。
13.权利要求12所述的***，其中所述第一管状构件的所述可渗透区具有预定的开口大小，并且其中超过大约10％的所述颗粒组合物的所述颗粒大于所述第一管状构件的所述预定的开口大小。
14.权利要求7所述的***，进一步包括置于所述外部流动区内的至少一个室隔离器，其适合于至少部分阻塞所述外部流动区中的颗粒流动以开始颗粒积聚。
15.用于采出烃的***，所述***包括：
生产套管，其包括中心管，所述中心管具有当在地层中的井筒环境内时适合于接收流体的内部流动通道；
至少一个变路程流动室，其被限定于所述生产套管内并与所述中心管相连，其中每个变路程流动室包括偏移的内可渗透区和外可渗透区，其被配置以限定所述外可渗透区和所述内可渗透区之间的流动路程，其中所述内可渗透区提供所述变路程流动室和所述内部流动通道之间的流体连通，并且其中所述外可渗透区提供所述井筒环境和所述变路程流动室之间的流体连通；
胶结颗粒充填，其被至少部分地布置在所述内可渗透区和所述外可渗透区之间的所述流动路程中；其中所述胶结颗粒充填包含许多由粘合剂固结在一起的颗粒，所述粘合剂被选择以响应于触发条件释放颗粒；和其中从所述胶结颗粒充填释放的所述颗粒的大小被形成为至少基本上由所述内可渗透区保持，以便所述颗粒在邻近所述内可渗透区处积聚，以至少基本上阻塞所述内可渗透区，限制所述变路程流动室和所述内部流动通道之间的流体连通。
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