智能井井下液压控制信号传输特性研究

液压控制的智能井系统通过长达数千米的液压管线向井下传送液压控制信号和动力,选择目的层层位和控制流量。向井下传送液压控制信号时,受传输介质和细长液压管线的影响,液压控制信号的传输速度、强度和形态都会发生衰减和扭曲,难以被井下设备识别。为对井下执行器进行可靠的控制,讨论了液压控制信号的传输速度、井眼温度沿深度方向变化对传输介质黏度的影响;分析了井口压力向井下传播时压力与时间的变化关系、地面液压控制信号传到井下时的形态变化、同时施加液压控制信号和液压动力信号时的传输特性,以及有无阻力状态下开启井下滑套时控制压力的变化;再考虑管线内径、加压方式、井眼环境、液压油黏度等对上述传输特性的影响,得出液压控制压力应大于5 MPa、3 000 m深水井中井下液压信号传输时间约为25 min等定量评估结论。研究结论可为开展井下液压控制提供理论参考。      

智能井多档位液控阀结构优化设计

多档位液控阀是井下智能分采技术的核心关键工具,其性能优劣直接影响分采井产能。分析并优选了智能井多档位液控阀的直接液力控制、微型液力解码器控制和数字液力解码器控制3种液控方案,优化液控阀换档控制机构及密封方式,最后通过高温高压井况模拟试验,验证智能井多档位液控阀在实际井况下的工具性能。结果表明:数字液力解码器控制阀可在有限空间内实现较少管线对多目标层位的有效控制,且具有操作简单、作业风险低的优势;液控阀换档控制机构从直线型设计优化为旋转换档型设计,可实现对排量的精细调控;采用不祼T形密封结构,可有效降低井内液体对胶件的冲击,保证液压控制阀的长期密封性;多档位液控阀在高温高压条件下的导向、换档、限位、开度调控等功能良好,能够满足现场使用。本文研究对智能井多档位液控阀的进一步优化及现场应用具有一定指导意义。     

国内外井下液压湿接头技术研究进展

采用液压湿接头技术可以有效减少电潜泵更换操作期间流体损失事故引起的成本问题和安全问题。在介绍国外Baker Hughes公司、Schlumberger公司和Halliburton公司液压湿接头结构及性能的基础上,分析了我国液压湿接头的技术现状,介绍了宝鸡石油机械有限责任公司水下液压连接器及东营市福利德石油科技开发有限责任公司智能井管柱快速接头的结构及性能。指出国内外液压湿接头存在的问题,即井下湿接头控制管线存在密封问题,井下湿接头可靠性对于流量控制阀、温度传感器及压力传感器等井下设备的影响非常大。最后就井下湿接头提出了发展建议：应进一步提升其密封系统的性能;井下湿接头连接过程中的碎屑清洁功能有待进一步研究;在开展井下液压湿接头技术研发的同时,也需推进对其测试方法及测试装置的研究。所得结论可为井下液压湿接头今后的研究提供指导和借鉴。     

渤海油田液压控制智能分注优化关键技术

针对渤海油田常规液压控制智能分层注水技术调配精度低、分注层数少、不能满足小眼井应用需求和无法实时监测井下注水情况等问题,开展了数字解码器研制、井下流量控制阀调节级数优化、配套大排量涡街流量计和分层调配方案设计等技术研究,形成了渤海油田液压控制智能分注优化关键技术.优化后,最大分注层数达到6层,不同规格流量控制阀的调节级...     

海上油田同井注采双管环空安全控制技术研究

同井注采工艺技术在海上油田应用时没有双管环空安全控制技术及配套工具。为此,对同井注采双管环空安全控制技术的整体方案与关键配套工具进行研究。在同井采油注水/注气管柱上建立了采油通道、注入通道和采油排气通道,每一通道配套井下安全阀、环空液压控制装置及过电缆封隔器。环空液压控制装置可以通过地面液压控制系统实现井下双管环空的安全控制,在密封活塞开启的情况下可以正常采油、注入和反洗井作业。室内试验结果表明:环空液压控制装置在工作压力条件下整体密封性和反向密封性良好,满足现场使用要求。所得结论可为同井注采工艺技术在海上油田的推广应用提供技术支撑。     

组合电动流量控制系统

1997年开始的项目开发了一种智能完井系统 ,该系统能够在井内两至更多的点测量井下多相流量、压力和温度状况 ,并通过井下流量控制装置控制进入井内的流体。该流量控制系统是 2 0 0 0年8月在WytchFarm井F 2 2开发的 ,是第一个全电动系统。     

智能井技术

智能井就是在井中安装了可获得井下油气生产信息的传感器、数据传输系统和控制设备，并可在地面进行数据收集和决策分析的井。通过智能井可以进行远程控制，达到优化产能的目的。智能井系统的主要部件包括：1）流动控制装置，通常是控制流体流出／入油藏的水力内部控制阀；2）直通层间隔离封隔器，使水力控制管线和地下控制阀连通；3）井下传感器，向地面提供压力、温度和流量数据；4）控制系统，包括水力／电力地面系统，用以监测和控制地面条件。     

大庆油田缆控智能分注技术工艺优化

缆控智能分注工艺实现了井下参数的连续监测和实时测调,为油藏分析提供充足数据,但由于井下工具涉及多学科应用且工艺复杂,前期现场试验过程中发现,缆控智能分注井运行2年以上井数占比仅为51.9%,无法满足规模应用需求。通过对前期试验井进行故障分析,找到影响工艺可靠性的关键因素,针对主要问题对缆控智能配水器流量控制阀、电缆密封连接工艺以及过电缆封隔器洗井阀结构进行了改进和优化;实现了缆控智能配水器流量控制阀10 MPa压差下顺利开关,漏失量小于1 m3/d;电缆与缆控智能配水器连接密封可靠,电缆可从过电缆封隔器上、下接头顺利穿过。工艺技术优化与完善后截至2022年4月,现场试验223口井,运行2年以上井数占比由原来的56.1%提高到91.9%。优化后的缆控智能分注工艺,可靠性得到提升,为该技术在油田开展规模化应用奠定基础。     

智能井控制的优化

结合使用新的优化软件和商业油藏模拟软件，分别对采用和不采用智能油井控制装置完井的油藏产量进行了预测和优化。井下流量控制装置给非常规油井的生产带来了灵活性。利用它们可以单独控制多分支井的各个分支，从而实现石油产量最大化或对不需要的水或气产量最小化。文中通过案例介绍了一种智能井(即安装有井下传感器和流量控制器的油井)运行的优化方法。该方法需要把共轭梯度优化技术与包含一个详细的多井段油井模型的商业模拟软件结合使用。该综合优化技术用于解决涉及不同类型油井和地质模型，以及多次地质统计模拟结果(geostatistical realization)的问题。多个案例均说明，采用流量控制装置能够改善油井的预测生产动态，其中一个改善的程度高达65％。     

远程控制液压油管防顶防喷装置的研制

在油田井下作业起下油管过程中,为了防止出现井涌、井喷和油管上顶事故,研制了远程控制液压油管防顶防喷装置。该装置采用液压快插式堵塞技术,既能快速堵塞油管,又能开关油管内通道,保证压井需要。整套装置远程液压控制,在油管上顶管内溢突发状况时实现全部机械自动化控制,不需人员在井口上操作,减轻了工人的劳动强度。现场模拟油管内液体外溢,仅需34 s就完成堵塞器从井口外侧的对中、插入油管直至堵塞密封整个过程。该装置的自动化控制和远程控制在油田安全生产、环境保护和减轻施工人员劳动强度方面做出了贡献。