用于礦物燃料井的氣舉輔助的制作方法
【專利摘要】當?shù)V物燃料井在生產(chǎn)礦物燃料時，舉升氣體被注射到井中以將井中天然產(chǎn)生的流體與礦物燃料一起帶到地表，如果該井具有柱塞則還與柱塞一起帶到地表。儀器被編程為使用預定標準來動態(tài)地控制舉升氣體注射到井中的速率。
【專利說明】用于礦物燃料井的氣舉輔助
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及礦物燃料井,更具體的,涉及井的“去液化”(deliquification)過程中的輔助，該井包含流體，該流體必須被去除以允許礦物燃料氣井繼續(xù)生產(chǎn)氣體和/或生產(chǎn)下面所述的可以是油的流體。
【背景技術】
[0002]礦物燃料井通常被其產(chǎn)量所限制，由于自然產(chǎn)生的流體積累在生產(chǎn)管道中限制了氣流。
[0003]幾種形式的“人工氣舉”被用于去除這些流體。人工氣舉的一種形式是公知的“柱塞舉升”，其中被稱為柱塞的一片鋼或類似材料被插入井孔的管道或管道柱中。管道是用于鉆入的鋼管，其位于被稱為外殼的鋼管之內。該外殼將內部井孔與大地分離。管道被用于從地表下的地質形成物中生產(chǎn)天然氣和其它副產(chǎn)品，諸如油、水和其它凝析物。柱塞行進在管道的長度，以提供產(chǎn)生的天然氣和可能出現(xiàn)在管道中的任何前述流體之間的物理界面。因而，柱塞舉升實質上是氣動活塞，其使用井自身的壓力系統(tǒng)行進在管道長度，從而將液體即流體或流體團(fluid slug)運載至地表。
[0004]具有低GOR (氣體對油的比率)的礦物燃料井(在本文中油可包含任何產(chǎn)生的流體)沒有足夠能量跨柱塞和管道中的流體團產(chǎn)生足夠大的壓差以使得柱塞以及因而使得流體團上升到地表。

【發(fā)明內容】

[0005]一種系統(tǒng)向井提供了舉升氣體以用于生產(chǎn)礦物燃料。該井從地表向下凹陷并且具有生產(chǎn)管道和外殼-管道圓環(huán)。該系統(tǒng)具有:
[0006]氣舉注射管道，連接到外殼-管道圓環(huán)；
[0007]第一閥體，連接至氣舉注射管道以用于在第一閥體打開時將舉升氣體以控制的速率注射到氣舉注射管道中，從而生產(chǎn)礦物燃料；以及
[0008]儀器，被編程以使用預定標準來動態(tài)地控制舉升氣體到氣舉注射管道中的注射速率。
[0009]一種用于附接到氣舉系統(tǒng)中的生產(chǎn)管道以將舉升氣體提供給井來生產(chǎn)礦物燃料的儀器，該井還具有外殼-管道圓環(huán)、連接到外殼-管道圓環(huán)的氣舉注射管道、以及連接到氣舉注射管道的第一閥體以用于將舉升氣體以控制的速率注射到氣舉注射管道中，該儀器具有:
[0010]儀器可用的程序代碼，該程序代碼包括:
[0011]代碼，該代碼可配置為使用預定標準來動態(tài)地控制當井正在生產(chǎn)礦物燃料時舉升氣體到氣舉注射管道中的注射速率。
[0012]一種用于將舉升氣體以可控的速率注射到礦物燃料井中的方法，該井具有氣舉注射管道、生產(chǎn)管道、以及連接至生產(chǎn)管道的具有可配置代碼的控制儀器。在此方法中，控制儀器以預定標準被配置，使得儀器在井正在生產(chǎn)礦物燃料時動態(tài)地控制舉升氣體注射到氣舉注射管道中的可控速率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1示出了具有柱塞以及本文所述的氣舉輔助系統(tǒng)的井。
[0014]圖2示出了不具有柱塞但是具有本文所述的氣舉輔助系統(tǒng)的井。
[0015]圖3示出了針對具有柱塞但是不具有本文所述的氣舉系統(tǒng)的井的基本舉升周期。
[0016]圖4示出了針對具有柱塞和井外殼預加壓的井的基本舉升周期。
[0017]圖5示出了針對具有柱塞和氣舉輔助的井的基本舉升周期。
[0018]圖6示出了針對具有柱塞和柱塞慢速抵達的氣舉輔助的井的基本舉升周期。
[0019]圖7示出了針對具有柱塞和氣舉輔助的井的基本舉升周期，其中在柱塞抵達后具有清除定時器。
[0020]圖8示出了針對自噴井的基本柱塞舉升周期，其把注射的氣體量建立在計算“臨界速率”的技術的基礎上。
[0021]圖9圖示了被稱為柱塞舉升井的注射調節(jié)的技術。
[0022]圖10圖示了被稱為非柱塞舉升井的臨界速率氣舉的技術。
[0023]圖11圖示了被稱為柱塞舉升井的結合柱塞抵達輔助到慢速抵達輔助的轉換的技術。
【具體實施方式】
[0024]本文示出和描述了一種氣舉輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)將一定量的“注射氣體”引入礦物燃料井系統(tǒng)中，該系統(tǒng)具有柱塞舉升系統(tǒng)，以增加跨柱塞和流體團的壓差。注射氣體可以是外部天然氣或天然氣產(chǎn)物，即氣舉的氣體，通過外殼/管道圓環(huán)被注射到井孔中。
[0025]由注射氣體引入產(chǎn)生的壓差增加有助于柱塞從井孔的底部轉換到頂部，在頂部上流體被去除。當井繼續(xù)生產(chǎn)天然氣時，自然產(chǎn)生的流體將最終積累在井孔的底部，再次導致井不能繼續(xù)生產(chǎn)氣體。本文所述的氣舉系統(tǒng)也可用于將一定量的“注射氣體”引入不具有柱塞的礦物燃料井系統(tǒng)。這些“無柱塞”的井僅具有氣舉系統(tǒng)。
[0026]在下面詳細描述的圖1和2分別示出了具有柱塞舉升系統(tǒng)的礦物燃料井系統(tǒng)10和僅具有氣舉系統(tǒng)的礦物燃料井系統(tǒng)20。兩個附圖使用相同的附圖標記以表示相同的器件或元件。
[0027]如這兩個圖所示，并且在現(xiàn)有技術中是公知的，礦物燃料井11具有井孔，該井孔具有生產(chǎn)管道3和外殼-管道圓環(huán)4。還是如這兩個圖所示，兩個井都具有氣舉注射管道7，其包括注射氣舉閥體2和變送器6，其例如可以是ABB的多變量變送器，該變送器連接到管道7以用于監(jiān)測舉升氣體的注射速率。注射閥體2是用來啟動、停止或控制舉升氣體注射到井11中。
[0028]進一步如這兩個圖所示，兩個井11都具有生產(chǎn)管道9，儀器5附接到其上，儀器5是計算設備，用于監(jiān)測來自井的天然氣生產(chǎn)速率。儀器5例如可以是ABB總流量RTU或流
量計算機。
[0029]儀器5利用數(shù)字和/或模擬輸入和輸出，執(zhí)行所附接裝置的監(jiān)測和控制。當儀器5被用在圖1和2的系統(tǒng)中時，氣舉氣體應用是在儀器5中。當儀器被用在圖1的系統(tǒng)中時，柱塞舉升應用也是在儀器5中。
[0030]圖1的井系統(tǒng)還具有生產(chǎn)柱塞舉升閥體1，并且圖2的井系統(tǒng)具有主閥體8。
[0031]在井系統(tǒng)10和20兩者中，儀器5被編程以計算被稱為“臨界速率”的參數(shù)，其也被稱為“臨界速度”。為了便于描述，本文中使用“臨界速率”。
[0032]術語“臨界速率”是指天然氣生產(chǎn)工業(yè)中常用的數(shù)學計算，其表示氣體具有排出氣流中液體能力的氣體速率。如果井的流速高于臨界速率，它可以向地表產(chǎn)生流體，而不需要任何人工干預，諸如，氣舉或柱塞舉升。
[0033]當井的流速達到或降到低于臨界速率時，流體開始回落到井孔底部，并減小井穿過積累的流體生產(chǎn)氣體的能力。臨界速率被監(jiān)測，并與井生產(chǎn)礦物燃料的速率相比較。該速率在本文中被稱為“生產(chǎn)速率”。
[0034]系統(tǒng)10和20可以通過計算差值響應于生產(chǎn)速率中的任何不足，該差值為:臨界速率減去生產(chǎn)速率=超額/不足。
[0035]如果該計算產(chǎn)生了正數(shù)，則存在生產(chǎn)速率中的不足。臨界速率和生產(chǎn)速率之間的這種差值，被稱為“德爾塔速率”，被用于控制注射閥體2的設定，注射閥體2根據(jù)德爾塔速率打開，以使生產(chǎn)速率回到臨界速率之上，以便繼續(xù)去除流體。
[0036]系統(tǒng)10和20包括六個或更多功能，每個功能具有實施于儀器5中的技術。這些功能的描述是參照上面直接定義的術語以及下面和該詳細說明中的其它地方直接定義的其它術語。
[0037]柱塞舉升周期:該術語是指四種不同的狀態(tài)或柱塞舉升系統(tǒng)(諸如圖1所示的系統(tǒng))經(jīng)過的階段以構成“周期”。這些階段示于圖3，其在下文中被描述。
[0038]續(xù)流:當使用柱塞舉升作為人工舉升機構時所使用的術語，其表示當柱塞已經(jīng)到達地表儀器(抵達)而且如果在流動也到達井時柱塞舉升周期中的時間段。
[0039]加倍臨界速率:該術語是指具有倍數(shù)的臨界速率，以便增大或減小臨界速率。倍數(shù)由用戶設定。用戶可以通過首先將倍數(shù)設高，然后使之減小以達到優(yōu)化值，從而找到倍數(shù)的優(yōu)化值。還沒有開發(fā)的壓力計算還可以用于輔助用戶選擇倍數(shù)的優(yōu)化值。
[0040]最大注射速率:是指用戶基于軟件可實施的計算可設定的注射氣舉的氣體的最大速率。
[0041]最大速率時間:是指用戶可設定的將允許被注射的最大注射速率的時間量。
[0042]調節(jié):該術語是指這樣的能力，其改變與注射舉升或氣舉關聯(lián)的各種狀態(tài)的注射中使用的氣舉的氣體量。
[0043]調節(jié)量:該術語是指用戶可設定的針對調節(jié)的輸入，用于增大或減小該系統(tǒng)的各方面中使用的注射氣體量。
[0044]如上所述，圖1的井11中的柱塞舉升系統(tǒng)10具有周期，其具有如圖3所示的四個不同階段。
[0045]在右上象限所示的階段1，由術語“關閉閥體”所定義，是指生產(chǎn)柱塞舉升閥體I關閉所花費的時間。當閥體I開始關閉時，柱塞開始下降到井孔的底部。在該階段中，柱塞的下降具有延遲，因為閥體I在該階段開始時不能立即關閉。假設在階段I結束時，柱塞已經(jīng)到達井孔的底部。階段I的持續(xù)時間是基于用戶對礦物燃料井的經(jīng)驗的近似值。[0046]在右下象限所示的階段2，由術語“閥體已關閉”所定義，是指關閉閥體階段(即階段I)結束與階段3開始之間的時間。與該階段相關聯(lián)的計算機實施的技術在等待“打開”條件變?yōu)檎嬉允沟迷撾A段結束并轉換到階段3。這些條件是壓力、壓差、時間或其組合。該技術是在柱塞舉升應用中實施的，柱塞舉升應用在RTU5的軟件中。當壓力、壓差、時間中的任意一項或其組合滿足設定點時，該階段結束。
[0047]在左下象限所示的階段3，由術語“柱塞到來”所定義，是指“閥體已關閉”階段(即階段2)之后的階段，這時其中一個技術已滿足條件，并且使生產(chǎn)閥體I打開，柱塞處于從管道3的底部到井的頂部以及相連地表儀器的轉換時間段。柱塞抵達地表是由地表儀器檢測的，并且是基于用戶可設定的參數(shù)，這些參數(shù)可以分類為快、慢、正常、或未抵達。各種參數(shù)可以基于該狀態(tài)被修改，以影響操作條件，使柱塞的抵達落入將被視為正常的條件。檢測柱塞抵達地表的裝備在圖1中未示出，但是通常是磁性傳感器，其連接到RTU5，并在柱塞抵達地表時將脈沖發(fā)送到RTU5。
[0048]在左上象限所示的階段4，由術語“續(xù)流”所定義，是指柱塞已經(jīng)抵達地表之后而且井正在流動的階段(即階段3之后的階段)，該階段中的技術是等待“關閉”條件變?yōu)檎?，以使得該階段結束并因此結束本柱塞舉升周期，并開始新的柱塞舉升周期。
[0049]下面的段A和B中的描述是參照圖1所示的柱塞舉升系統(tǒng)以及該圖中所示的附接的氣舉系統(tǒng)。
[0050]A)通過打開注射氣舉閥體2 (“注射閥體”)，氣舉的氣體被注射到井孔的外殼-管道圓環(huán)4中，其是在兩種情況中:
[0051]1.如基本柱塞周期的右下象限所示:圖4的預加壓外殼(預加壓)周期圖，通過打開注射氣舉閥體2，對井進行預加壓。預加壓是在柱塞舉升周期之前，柱塞舉升周期是通過打開生產(chǎn)柱塞舉升閥體I來初始化的。注射閥體的打開是基于發(fā)生時間或壓力或壓差滿足用戶定義的標準來實現(xiàn)的，例如，當滿足99%的設定點時。注射閥體2的打開開始將氣舉的氣體輸入到外殼/管道4中，以形成氣體壓力，該氣體壓力將跨柱塞和流體產(chǎn)生更大的壓差。
[0052]2.如基本柱塞周期所示:圖5的氣舉輔助(柱塞輔助)圖，柱塞周期的柱塞到來階段根據(jù)生產(chǎn)管道閥體I的打開而被初始化(參見左下象限)，而且氣舉的氣體被注射到外殼/管道4中。氣舉的氣體量是用戶可設定的，以增加跨柱塞和流體團的壓差，從而輔助柱塞從井的底部到頂部。當系統(tǒng)首先被初始化時，用戶基于他或她對礦物燃料井的經(jīng)驗設定氣舉的氣體量。然后運行該首次設定的系統(tǒng)可以根據(jù)需要進行評估和改變。
[0053]氣舉氣體的注射持續(xù)直到本技術視作柱塞抵達滿足這兩個條件之一:
[0054]1.如基本柱塞周期中所示的太慢:圖6的慢速抵達圖上的氣舉輔助(慢抵達輔助)。如果柱塞抵達被分類為慢(慢柱塞抵達是由用戶在柱塞舉升應用或單獨的氣舉應用中定義的)，氣舉的氣體在柱塞周期的柱塞到來階段期間被注射，由此柱塞還沒有在用戶定義的慢時間抵達。氣舉的氣體將繼續(xù)注射，直到柱塞抵達地表或柱塞沒有在用戶定義的允許抵達的最大時間抵達。在定義慢和快的定時器中所使用的技術是要將管道的長度分為“慢”速和“快”速，“慢”速是為了得到500ft/min或更少的“慢”時間，“快”速是為了得到850ft/min或更快的“快”時間。500ft/min和850ft/min是基于業(yè)界接收的慣例的柱塞主觀行進速率。[0055]2.柱塞已經(jīng)抵達，并且在柱塞抵達之后氣體被繼續(xù)注射，直到清除定時器到時，如基本柱塞周期中的左下和左上象限所示:圖7的柱塞抵達圖之后的清除定時器(清除定時器)。柱塞抵達清除定時器是這樣一種技術，其中氣舉的氣體在柱塞已經(jīng)抵達用戶指定的時間量之后繼續(xù)注射，用戶指定的時間量是基于用戶聽見井中的流動形式，并由此推測井中剩余的任何流體已經(jīng)從井中去除。這種技術使生產(chǎn)氣體的速率保持在足夠高以繼續(xù)從柱塞后面去除后面的流體，從而創(chuàng)造出自由氣體流動的完全清潔的井孔。
[0056]B)利用預定的時間間隔來表明柱塞抵達是快速抵達還是慢速抵達，動態(tài)調節(jié)氣體速率量的能力被應用到柱塞輔助功能中，以使柱塞達到正常抵達的條件。正常抵達的條件是這樣的，其中柱塞抵達井口是快于所計算的“慢”速度，但是慢于所計算的“快速度”。例如，如果井深是10000ft,則通常的計算方法是:慢是500ft/min或更低，表示慢時間為20分鐘或更多，快是850ft/min或更快，表示快時間是11.75分鐘或更少。500ft/min和850ft/min是基于業(yè)界接收的慣例的柱塞主觀行進速率。
[0057]下文中的段C中的描述是參考圖2所示的僅氣舉系統(tǒng)。如上所述，井中沒有柱塞。
[0058]C)井中沒有柱塞的操作與上文中段A的描述相同，除了因為柱塞不存在于井孔中，只應用了預加壓和清除定時器功能而沒有應用柱塞輔助和慢抵達輔助功能。
[0059]下文中段D參考圖8描述了一種技術，被稱為“柱塞舉升續(xù)流臨界速率自動氣舉”，用于在柱塞周期期間將氣舉的氣體注射到井孔的外殼-管道圓環(huán)4中，同時井在流動，但如下所述，其把注射的氣體量建立在計算“臨界速率”的技術的基礎上。
[0060]D)在柱塞舉升續(xù)流臨界速率自動氣舉中，臨界速率是使用調節(jié)器臨界速率方程加上倍增因子以得出加倍的臨界速率。調節(jié)器臨界速率方程為:
[0061]Q=3.067P Vt A/(T+460)Z
[0062]其中:
[0063]A(ft2)=3.14ID2/4*144
[0064]T=地表溫度，華攝氏度
[0065]P=地表壓力，psi
[0066]A=管道橫截面積
[0067]ID=管道內徑(英寸)
[0068]Q=mmscf/ 天
[0069]Z=氣體偏差系數(shù),和
[0070]Vt是以ft/sec為單位的終端速率或氣體臨界速率，其是根據(jù)下面的方程確定的:
[0071]Vt=L 593Sl/4(dl-dg)/dgl/4
[0072]其中:
[0073]S=液體和氣體之間的表面張力，dynes/cm
[0074]D=密度，lb/ft3 (1-流體，g-氣體)
[0075]然后，基于周期從加倍的臨界速率減去生產(chǎn)速率以獲得差值，其就是注射速率。然后該差值被用作氣舉注射設定點或注射氣體的目標速率，其被應用到系統(tǒng)中以調節(jié)需要的氣體量，使生產(chǎn)速率回到大于“加倍的臨界速率”的速率。如果生產(chǎn)速率在預估的時限(續(xù)流定時器時限)內回到大于“加倍的臨界速率”的速率，如下所述，該時限是由用戶設定的，則注射閥體控制速率被設置為零，直到生產(chǎn)速率回到小于“加倍的臨界速率”的速率，在該時間重復該過程。如果生產(chǎn)速率沒有在預估的時限(續(xù)流定時器時限)內回到大于“加倍的臨界速率”的速率，則控制閥體速率被設置為零，并且控制閥體被關閉。此外柱塞舉升技術將關閉生產(chǎn)閥體，允許柱塞下落至井孔中管道的底部，將通過各種獨立的柱塞舉升技術來重復該周期。預估的時限(續(xù)流定時器時限)是由用戶基于在井口的在線監(jiān)控而設定的，通過監(jiān)聽流動直到用戶聽到有任何流體產(chǎn)生。
[0076]如上所述，注射氣體速率是被連續(xù)監(jiān)控和調節(jié)的，直到生產(chǎn)速率在加倍的臨界速率以下保持最大注射速率和最大速率時間，在該時間，該技術已經(jīng)以最大注射速率注射了連續(xù)最大速率時間，注射閥體被關閉，而且生產(chǎn)閥體被關閉，從而開始新的柱塞周期。
[0077]上文中段D中所述的技術也可以被應用到井中，不需要柱塞舉升系統(tǒng)基于“臨界速率注射”控制“自由流動”的井。在該應用中，監(jiān)控生產(chǎn)速率相對于“臨界速率”(使用調節(jié)器臨界速率方程)加上倍增因子。從臨界速率中減去生產(chǎn)速率，以得到差值。然后，該差值被用作注射閥體的控制參數(shù)，以調節(jié)需要的氣體量，從而使生產(chǎn)速率回到大于“加倍的臨界速率”的速率。
[0078]現(xiàn)在參考圖9，圖示了一種技術，其被稱為用于柱塞舉升井的注射調節(jié)。在該技術中，注射到井中用于預加壓、抵達輔助、慢抵達輔助、清除注射的氣舉的氣體量，或者注射氣體注射到系統(tǒng)中的臨界速率可以通過用戶可設定的量被改變，這是基于被分類為快或慢的柱塞抵達。當結合柱塞舉升系統(tǒng)使用氣舉的氣體時，理想的情況是使柱塞以柱塞效率所需的速率抵達。使用上述的快速/慢速方法，并將每個柱塞抵達分為快/正常/慢，注射的氣體量將被增加或減小用戶可設定的量，使得柱塞以最有效率的速度抵達。用戶可設定的量是基于試錯法。
[0079]現(xiàn)在參考圖10，圖示了一種技術，其被稱為非柱塞舉升井的臨界速率氣舉。在該技術中，由于沒有柱塞，所以不需要指定快速、慢速、最小或最大的抵達時間。當生產(chǎn)流動速率降低到低于加倍的臨界速率時，氣舉的氣體被注射到外殼/管道圓環(huán)4中。注射速率是基于周期通過從加倍的臨界速率減去生產(chǎn)速率而計算的速率。該差值是氣舉注射設定點或注射氣體的目標速率，其被應用到該系統(tǒng)中。注射氣體速率是被連續(xù)監(jiān)控和調節(jié)的，直到生產(chǎn)速率大于加倍的臨界速率，在該時間關閉注射閥體。
[0080]現(xiàn)在參考圖11，圖示了一種技術，其被稱為柱塞舉升井的結合柱塞抵達輔助轉換到慢速抵達輔助的技術。在該技術中，氣舉的氣體在初始化柱塞周期的柱塞到來階段(圖11的左下象限)時被注射。氣舉的氣體的慢速抵達輔助速率是氣舉的氣體的用戶可設定的量，其增加了跨柱塞和流體團的壓差，有助于將柱塞從井的底部帶到頂部。例如，慢速抵達輔助速率可以是抵達輔助速率的兩倍，或者速率的任何其它增加，其足夠大以使得柱塞繼續(xù)抵達井口。如果柱塞沒有在慢速抵達時間抵達，慢速抵達時間是用戶在柱塞舉升系統(tǒng)中定義的(標準相同于用戶使用來定義氣舉系統(tǒng)中慢速抵達時間的標準)，或者是氣舉系統(tǒng)中的用戶可設定時間定義的，則邏輯轉換到圖9所示的慢速抵達輔助技術中定義的注射速率。使用氣舉的慢速抵達輔助的邏輯是這樣一種技術，其中如果柱塞抵達被分類為慢速，即柱塞沒有在慢速時間抵達，則氣舉的氣體在柱塞周期的柱塞到來階段期間被注射。慢速是由用戶在柱塞舉升應用中定義的，或單獨在氣舉應用中定義的。換言之，如果柱塞沒有在慢速時間抵達，則更多的氣體被注射，使柱塞在表明運行滯后(或未抵達)之前抵達，運行滯后是一種故障。氣舉的氣體繼續(xù)被注射，直到A)柱塞抵達地表，或B)柱塞沒有在針對抵達允許的最大時間抵達。
[0081]參考圖11的左下象限，該技術的邏輯轉換如下:
[0082]I)當柱塞閥體打開時，通過打開氣體注射閥體開始抵達輔助氣舉，直到達到抵達輔助速率。
[0083]2)柱塞到來一如果當時間到達慢速抵達時間，柱塞仍然未抵達，則系統(tǒng)轉換到慢速抵達輔助技術和速率，因而增加氣舉的氣體量，以增大跨柱塞和流體團的壓差，使得柱塞繼續(xù)抵達。
[0084]3)繼續(xù)以慢速抵達輔助速率注射，直到a)柱塞抵達，如果在使用中則轉換到清除定時器，或者b)柱塞無法抵達，則關閉柱塞閥體和氣舉閥體兩者以開始另一個柱塞周期。
[0085]盡管本文中的詳細描述和附圖描述和示出了針對天然氣井的可動態(tài)控制的氣舉系統(tǒng)，但是應當理解的是，該系統(tǒng)還可以用于油井，因為眾所周知，天然氣井也產(chǎn)生石油，油井也產(chǎn)生天然氣。因而，本文使用術語礦物燃料井，因為石油和天然氣是礦物燃料。
【權利要求】
1.一種用于向井提供舉升氣體以從所述井中生產(chǎn)礦物燃料的系統(tǒng)，所述井從地表向下凹陷并且具有生產(chǎn)管道和外殼-管道圓環(huán)，所述系統(tǒng)包括: 氣舉注射管道，連接到所述外殼-管道圓環(huán)； 第一閥體，連接到所述氣舉注射管道，用于在所述第一閥體打開時將所述舉升氣體以控制的速率注射到所述氣舉注射管道中，從而生產(chǎn)所述礦物燃料；以及 儀器，被編程以使用預定標準來動態(tài)控制所述舉升氣體到所述氣舉注射管道中的所述注射速率。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，還包括連接到所述氣舉注射管道的變送器，用于監(jiān)測所述舉升氣體到所述氣舉注射管道中的所述注射速率。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述儀器被連接到所述生產(chǎn)管道。
4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述儀器包括: 程序代碼，可配置為使用所述預定標準來動態(tài)控制所述舉升氣體到所述氣舉注射管道中的所述注射速率。
5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，還包括在所述生產(chǎn)管道中的柱塞。
6.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，還包括連接到所述生產(chǎn)管道的第二閥體，當所述第一閥體和所述第二閥體均打開時，所述舉升氣體以所述動態(tài)控制的注射速率被注射到所述氣舉注射管道中以使得所述柱塞抵達所述地表。
7.根據(jù)權利要求6所述·的系統(tǒng)，其中所述舉升氣體的所述動態(tài)控制的注射速率持續(xù)或者直到所述柱塞在第一預定時間段內抵達所述地表，或者直到所述柱塞沒有在第二預定時間段內抵達所述地表，所述第一預定時間段是自所述第一閥體和所述第二閥體的所述打開測量的，所述第二預定時間段是自所述第一閥體和所述第二閥體的所述打開測量的。
8.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述舉升氣體的所述動態(tài)控制的注射速率被改變，以在所述柱塞沒有在第一預定時間段內抵達所述地表時增加所述注射速率，并且在所述第一閥體和所述第二閥體接下來均打開且所述柱塞已經(jīng)在第二預定時間段內抵達所述地表時減小所述注射速率，其指示所述柱塞已過早抵達所述地表，所述第一預定時間段是自所述第一閥體和所述第二閥體的所述打開測量的，所述第二預定時間段是自所述第一閥體和所述第二閥體的所述打開測量的。
9.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述井具有這樣的速率，所述井以所述速率生產(chǎn)礦物燃料，所述系統(tǒng)還包括連接到所述生產(chǎn)管道的第二閥體，當所述第一閥體和所述第二閥體均打開且所述井生產(chǎn)礦物燃料的所述速率下降到所述礦物燃料的預定生產(chǎn)速率以下時，所述舉升氣體以所述動態(tài)控制的注射速率被注射到所述氣舉注射管道中，其中所述舉升氣體的所述注射速率是通過周期性地從所述礦物燃料的所述預定生產(chǎn)速率減去所述礦物燃料生產(chǎn)的速率而確定的。
10.一種用于附接到氣舉系統(tǒng)中的生產(chǎn)管道以將舉升氣體提供給井以用于生產(chǎn)礦物燃料的儀器，所述井還具有外殼-管道圓環(huán)、連接到所述外殼-管道圓環(huán)的氣舉注射管道，以及連接到所述氣舉注射管道的第一閥體，所述第一閥體用于將所述舉升氣體以控制的速率注射到所述氣舉注射管道中，所述儀器包括: 所述儀器可用的程序代碼，所述程序代碼包括: 代碼，可配置為當所述井正在生產(chǎn)所述礦物燃料時使用預定標準來動態(tài)控制所述舉升氣體到所述氣舉注射管道中的所述注射速率。
11.根據(jù)權利要求10所述的儀器，其中所述井從地表向下凹陷，并且所述井還具有生產(chǎn)管道和第二閥體，所述生產(chǎn)管道中具有柱塞，所述第二閥體連接到所述生產(chǎn)管道，所述程序代碼還包括代碼，所述代碼可配置為當所述第一閥體和所述第二閥體均打開時，將所述舉升氣體以所述動態(tài)控制的注射速率注射到所述氣舉注射管道中以使得所述柱塞抵達所述地表。
12.根據(jù)權利要求11所述的儀器，其中所述程序代碼還包括代碼，所述代碼可配置為持續(xù)以所述動態(tài)控制的注射速率注射所述舉升氣體或者直到所述柱塞在第一預定時間段內抵達所述地表，或者直到所述柱塞沒有在第二預定時間段內抵達所述地表，所述第一預定時間段是自所述第一閥體和所述第二閥體的所述打開測量的，所述第二預定時間段是自所述第一閥體和所述第二閥體的所述打開測量的。
13.根據(jù)權利要求11所述的儀器，其中所述程序代碼還包括代碼，所述代碼可配置為當所述柱塞在第一預定時間段內還沒有抵達所述地表時增加舉升氣體的所述動態(tài)控制的注射速率，當所述第一閥體和所述第二閥體接下來均打開時且所述柱塞已經(jīng)在第二預定時間段內抵達所述地表時減小所述注射速率，其指示所述柱塞已過早抵達所述地表，所述第一預定時間段是自所述第一閥體和所述第二閥體的所述打開測量的，所述第二預定時間段是自所述第一閥體和所述第二閥體的所述打開測量的。
14.根據(jù)權利要求10所述的儀器，其中所述井具有這樣的速率，所述井以所述速率生產(chǎn)礦物燃料，并且所述井還具有生產(chǎn)管道和第二閥體，所述第二閥體連接到所述生產(chǎn)管道，所述程序代碼還包括代碼，所述代碼可配置為當所述第一閥體和所述第二閥體均打開且所述井生產(chǎn)礦物燃料的所述速率下降到所述礦物燃料的生產(chǎn)的預定生產(chǎn)速率以下時，將所述舉升氣體以所述動態(tài)控制的注射速率注射到所述氣舉注射管道中，其中所述舉升氣體的所述注射速率是通過周期性地從所述礦物燃料生產(chǎn)的所述預定生產(chǎn)速率減去所述礦物燃料生產(chǎn)的速率而確定的。
15.一種用于將舉 升氣體以可控的速率注射到礦物燃料井中的方法，所述井具有氣舉注射管道、生產(chǎn)管道，以及連接到所述生產(chǎn)管道的具有可配置代碼的控制儀器，所述方法包括: 以預定標準配置所述控制儀器，所述預定標準使得所述儀器在所述井正在生產(chǎn)所述礦物燃料時動態(tài)控制所述舉升氣體被注射到所述氣舉注射管道中的所述可控速率。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中所述井從地表向下凹陷，并且所述井還具有連接到所述氣舉注射管道的第一閥體、在所述生產(chǎn)管道中的柱塞以及連接到所述生產(chǎn)管道的第二閥體，所述方法還包括: 將所述控制儀器配置為，當所述第一閥體和所述第二閥體均打開時，將所述舉升氣體以所述動態(tài)控制的速率注射到所述氣舉注射管道中以使得所述柱塞抵達所述地表。
17.根據(jù)權利要求16所述的方法，還包括: 將所述控制儀器配置為，持續(xù)以所述動態(tài)控制的注射速率注射所述舉升氣體，或者直到所述柱塞在第一預定時間段內抵達所述地表，或者直到所述柱塞沒有在第二預定時間段內抵達所述地表，所述第一預定時間段是自所述第一閥體和所述第二閥體的所述打開測量的，所述第二預定時間段是自所述第一閥體和所述第二閥體的所述打開測量的。
18.根據(jù)權利要求16所述的方法，還包括: 將所述控制儀器配置為，當所述柱塞在第一預定時間段內還沒有抵達所述地表時增加舉升氣體的所述動態(tài)控制的注射速率，并且當所述第一閥體和所述第二閥體接下來均打開時且所述柱塞已經(jīng)在第二預定時間段內抵達所述地表時減小所述注射速率，其指示所述柱塞已過早抵達所述地表，所述第一預定時間段是自所述第一閥體和所述第二閥體的所述打開測量的，所述第二預定時間段是自所述第一閥體和所述第二閥體的所述打開測量的。
19.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中所述井具有這樣的速率，所述井以所述速率生產(chǎn)礦物燃料，并且所述井還具有連接到所述氣舉注射管道的第一閥體和連接到所述生產(chǎn)管道的第二閥體，所述方法還包括: 將所述控制儀器配置為，當所述第一閥體和所述第二閥體均打開且所述井生產(chǎn)礦物燃料的所述速率下降到所述礦物燃料生產(chǎn)的預定生產(chǎn)速率以下時，將所述舉升氣體以所述動態(tài)控制的注射速率注射到所述氣舉注射管道中，其中所述舉升氣體的所述注射速率是通過周期性地從所述礦物燃料的所述預定`生產(chǎn)速率減去所述礦物燃料生產(chǎn)的速率而確定的。
【文檔編號】E21B43/12GK103857874SQ201280045372
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年9月18日 優(yōu)先權日:2011年9月19日
【發(fā)明者】J·W·格林 申請人:Abb公司