智能完井技术与装备的研究和现场试验

智能完井技术是一项集动态监测、实时控制与生产优化为一体的系统技术,在复杂结构井、油气藏复杂井和海上油气井的优化生产、控制开采、减少修井作业及提高采收率等方面具有显著的优势。在介绍智能完井技术的工作原理、装备结构和特点基础上,重点就研制的关键技术装备,包括井下多级液控遥控阀、穿越式封隔器、动态监测系统等进行了阐述。现场试验结果表明,研制的智能完井系统可以实现井下动态实时监测及各层段流量控制,井下液控阀可以实现遥控功能,多级调节流量的效果明显;光纤动态监测系统读取数据准确、稳定、可靠,满足现场要求;智能完井管柱顺利下井并投产,完井工艺通过了现场检验。     

遇油气膨胀封隔器在智能完井系统中的应用

遇油气膨胀套管外封隔器可辅助、增强水泥环对地层的封隔或直接代替水泥环对套管与地层之间的环空进行封隔。这种封隔器的橡胶具有自愈合能力,可将智能完井系统中的控制线、传输线预先埋入封隔器胶筒中而不需要切割、拼接,这样既节省时间又增加系统的稳定性。沙特阿拉伯-美国石油公司用EasyWell遇油气膨胀封隔器代替固井,地层中的油气流出后封隔器即可膨胀密封各分支井,实现一趟完井管柱完井,既保证控制线和传输线直达地面,又简化了完井程序、节约了资金,并且大大提高系统的稳定性。阿曼石油公司采用膨胀式封隔器与开、关控制阀相结合来进行流体剖面控制,结果表明,这种遇油气膨胀封隔器的密封性能比普通生产封隔器更优良。     

国外智能完井技术介绍

智能完井技术能够动态监测井下储层状态、远程控制井下开采,从而起到改善油藏管理和节省修井时间的作用。在简述智能完井系统的组成之后,介绍了国外几种典型的智能完井系统,包括Halliburton公司的SmartWell完井系统和SCRAMS系统、Baker Hughes公司的Inforce智能完井系统、Baker Oil Tools和Schlumberger联合开发的InCharge智能完井系统、Weatherford的光纤技术以及TAM公司的穿线式自膨胀封隔器技术。最后就国内开展智能完井技术研究提出了建议。     

胜利油田智能完井技术研究新进展

智能完井技术综合运用传感技术、信息技术和控制技术来提高油井产能、降低作业风险和费用,实现资源利用和油田开发效益的最大化,是现代完井技术的发展方向。简单介绍了国内外智能完井技术的研究现状,重点介绍了胜利油田智能完井技术的研究进展情况:目前已研制出整体性能与国外同类产品接近的高强管外封隔器,能达到现场要求的遇油遇水自膨胀管外封隔器;形成了均衡供液筛管分段完井技术和数据采集技术;建立了处理井下产液和压力数据的数学模型,根据处理结果可以判断出水层位。通过筛管分段完井数据采集模拟试验,对采用数学模型处理井下产液和压力数据判断出水层位的方法进行了验证,结果表明,该方法可行,可为现场采用筛管分段完井及判断控制井下出水层位提供理论依据。      

智能完井流量控制设备技术及应用

智能完井技术具有优化油井生产、降低作业风险以及提高最终采收率等优势。井下流量控制设备是智能完井技术的核心,其中流入控制装置(ICD)、流入控制阀(ICV)已被成功应用并取得良好效果。介绍了智能完井流量控制技术的发展及应用,表明其具有独特的功效及巨大的发展潜力。对ICV、ICD的结构及特性进行研究,分析其工作原理以及流经设备后压降与流量的关系;通过对比2类装置的共性及不同,分析了其各自适用的领域。     

多节点智能完井技术研究与应用

长水平段储层非均衡开采会导致过早见水或见气,实际生产中在隔离封隔器之间使用流入控制装置(ICD)调节隔离井段的产液剖面,但ICD不能根据储层生产动态进行自我调节,鉴于此,研发了多节点全电动智能完井系统。该系统的独特特征是应用井下阀将长水平井筒分隔为多个生产单元,用单根TEC电缆对每个生产单元的流入进行远程单独控制。介绍了传统流入控制装置完井技术和MultiNode~(TM)全电动智能完井系统组成及优势,以完井管柱中安装了传统ICD的一口水平井数据分析为出发点,对多节点智能完井设计进行了研究,分析了其潜在优势并介绍了其首次现场应用情况。最后建议加强与AFCD井下阀和MultiNode~(TM)全电动智能完井系统功能类似的流入控制工具及智能完井技术研发,为我国向隐蔽油藏和边际油藏等难动用油藏开发提供坚实的技术储备。     

自膨胀封隔器技术在完井作业中的应用

自膨胀封隔器是近几年来分段完井工具的研究热点,它是以遇油或者遇水膨胀橡胶作密封材料,通过与井眼内液体接触胀封实现充填环空的。通过分析自膨胀封隔器相对于常规裸眼封隔器的技术特点,论述了其技术研究过程中的关键技术。针对水平井小井眼裸眼完井、智能完井以及筛管分段完井中常规工艺以及技术的不足,探讨了自膨胀封隔器在国外分段完井作业中的应用效果,为自膨胀封隔器技术的深入研究和国内的应用推广起到了促进作用。     

中国智能完井技术发展的机遇与挑战

通过对智能完井技术的特点、结构组成及用途进行阐述,结合我国油气田开发的现状,从技术、油藏条件、成本等角度对我国发展智能完井技术的机遇和问题进行分析,指出智能井技术符合我国当前油气生产发展的趋势,我国应在引进国际先进技术的同时,自主研制智能井的关键部件,为智能井在我国广泛应用奠定基础。     

国内外智能完井技术适应性分析及设计实例

智能完井技术是一种先进的油藏生产管理技术,能有效提高采收率、降低井下作业成本,但是该技术在国内还处于研究起步阶段,文章从国外的调研到设计模拟分析和经济评价分析,进行了探索性研究,利用哈里伯顿公司Netool完井设计软件进行生产模拟计算,配置了智能完井工具,提出了智能完井管柱下入程序,并进行成本估算与分析,提出了智能完井应用建议。围绕这些关键技术进行研究,尽快形成适应于我国的智能完井工艺技术,对我国发展智能完井具有一定借鉴意义。     

应用智能完井技术优化北海老油田的水驱过程：实例研究

本文描述了在北海老油田应用智能井技术（IWT）的建议和油藏动态模拟，以便量化用这一技术二次开发该油田的效益。本文检验了把IWT应用于多口采油和注入井以便加速开采、减少井数、延长稳产期和减少各种修井作业的效果。     

智能完井技术

智能完井技术作为一种新型的完井技术,对油田开采提供了一种更智能化、更灵活的管理,正受到人们越来越多的关注,油气界也日益认识到智能完井技术在优化生产效率和油气采收率方面的巨大潜力。文章通过对智能完井系统的介绍,以及对智能完井技术发展历史的回顾,结合当今智能完井系统在实际中的应用情况,分析了将来智能完井技术的发展趋势和目标,以及智能完井技术在将来发展过程中所面临的挑战。     

控制自流注水的智能完井技术

自流注水是指流体从一个地层被引流到另一个地层,以保持油藏压力的一种技术。该技术已在科威特应用了多年,油井通常要钻穿一个含水层和一个储油层,在条件合适和含水层压力较高的情况下,大量的水从含水层流至储油层。在油藏开发后期,因不可控制的压力补充方式给油藏管理带来很多难题,而且随着油藏压力下降,含水层和油层之间的压差增大,射孔时,压降下降过快,流量过高,导致含水层碎屑基岩不稳定。2007年初,科威特西部油田采用智能井工艺完成一口可控制自流注水井,提高了用自流注水工艺维持压力平衡的油藏管理能力。本文介绍了科威特智能井在自流注水井中的安装原理、设计及数据分析。     

技术上可靠和无需实施修井作业的智能完井技术

人工智能完井技术近年来无论在工艺设计概念方面还是在技术设备研制方面均取得了长足的进步 ,成为石油开采工业业内人士关注的一项重要技术。本文介绍了一种可在地面对井下生产工具实施遥控和无需采取额外修井作业措施而实现对产层选择性开采的智能完井系统 ,论述了系统的研究开发、井底流量控制和现场应用实例     

智能完井新技术

智能完井技术是国际上最新发展的完井新技术,对石油资源提供了一种更智能化、更灵活可变的管理,正受到越来越多的关注。对智能完井系统的构成和各部分功能以及智能完井的优越性进行了介绍,对智能完井技术的发展前景,以及智能完井技术研究所面临的挑战进行了探讨。结合我国油田目前的完井技术现状提出了建议。     

智能完井井下液压控制系统关键技术研究

智能完井系统通过传感器和地层滑套开关实现了对产液层的监测和控制,对油层实现了多层合采、层间优化、单采等多种模式的切换。介绍了国际上通用的智能完井井下液压控制系统,并结合分层开采智能完井的技术要求,提出了一套智能完井井下流量控制解码器的设计方案,通过操纵井下多目的层滑套的开关从而实现分层选择和控制。设计的数字液力解码器利用3条液压管线可实现最多6个生产层滑套的控制。该方案简化了现场安装液控管线的操作,有助于推动智能井配套工具的标准化。     

智能完井用井下液控多级流量控制阀研究

井下流量控制阀是智能井实现智能开采的核心工具,在介绍液控光纤监测型智能完井系统IC-Riped所使用的井下液控多级流量控制阀结构和工作原理基础上,对控制阀在3 000 m长6.35 mm液控管线驱动下的操控及运动进行了分析,包括控制阀运行压力、进油流量、回油流量和动作时间等参数的变化。通过试验数据和理论推导分析了管线压力损失Δp的影响因素,结果表明液压油在管线中的流动可近似为层流,得到Δp与进油流量Q的定量关系,两者近似呈线性关系。这些数据和分析为实现控制阀井下精确控制提供了扎实的试验和理论支撑,并为完井井下流量控制系统的优化提供了依据。     

智能井井下对接工具的研制

为了达到液控智能井在需要检泵或出现控制管线拔断等故障需要维修时,不用将井下工具全部提出的目的,研制了一种适合于油、气、水开采的智能井井下对接工具。该工具包括留井对接总成和留井密封总成,通过该工具将井下生产管柱分离,并进行快速准确地对接。对接采用棘爪分瓣式螺纹结构,对接强度高,对接方便、可靠;采用球阀关闭原理,保证6个传压通道同时处于密封状态。实验室的测试结果表明,该工具具有非常可靠的密封能力,能够满足深海智能井的开采要求。智能井井下对接工具的研制有利于智能井技术的大面积推广。     

智能井用管线切割工具设计

采用智能完井技术的油井,修井周期长,长年生产的井中积累较多的油垢、胶质等杂物,修井时起出管柱较为困难。在管柱起出遇卡时,常规的切割工具只能对油管进行切割,无法对井下工具的控制管线进行切割。设计了一种专用的管线切割工具。介绍了该工具的结构、工作原理、技术参数、施工工艺。分析了关键结构的强度。通过ANSYS软件对管线剪切模型进行有限元分析,结果表明管线切割工具可承受拉力达800 kN,可对6根不同尺寸多种组合的控制管线进行切割。进行下部管柱打捞过程中,不会有冗杂的管线阻碍打捞作业。     

智能完井的发展现状和趋势

近几年,智能完井技术发展迅速,因其在优化生产效率和油气采收率方面的巨大潜能,国内外学者都对其加大了研发的力度。现今国外提出的智能完井技术可以不关井调整生产层位、多层合采控制水气锥进,实现分层开采、分井眼开采,控制不同层位或不同井眼的开采速度,提高水平井／分支井开采的整体效益。目前,国外拥有智能完井技术的公司主要有Well Dynamics公司、Baker石油工具公司、Schlumberger公司、Weathford公司、BJService公司等;主要智能完井系统有：RMC、InForce和InCharge、SCSFS等。