渤海油田智能注水完井技术研究与应用

渤海油田储层主要以疏松砂岩为主,需要实施分层配注提高采收率,而常规注水工艺受井斜和注水层数等限制,存在作业时效低、施工成本高等问题。为此,渤海某油田M井首次尝试采用了智能注水完井技术进行分层配注,实现了注水工艺智能化。该技术通过井下压力传感器和液控滑套,进行数据实时采集和流量控制,通过地面数字化监控系统实现远程快速、准确调控,可实现井下储层状态实时动态监测和井下工具的远程控制,从而达到精细化注水、改善油藏管理和节省修井时间的目的。该技术在渤海油田的成功应用,为海上无人平台分层注水提供了新思路。     

渤海油田无人平台智能分层注水工艺研究与应用

随着海上油田注水技术的发展,智能分层注水因其特有的优势得到更多油田的青睐。近年来渤海油田开发较多地运用中心处理平台加无人井口平台模式,针对无人平台注水井分层配注的难题,研制出通过地面控制系统,利用液压管线远程控制调节井下流量阀的技术,进而达到分层调配的目的。该工艺于2021年在渤海某无人平台B井得到了成功应用,性能可靠,测调效果良好。该文从工艺技术、关键装置及现场施工应用等方面对其进行了介绍,为后期海上油田开展分层注水提供了有益的参考。     

注水井高效测调一体化技术研究与应用

为解决渤海油田大斜度注水井无法分注测调的问题,研发了注水井高效测调一体化技术,实现了注水管柱分层注水与测试、调配功能的集成一体化,分层注水测试与调配无需额外的钢丝电缆投捞作业,且不受井斜的影响,彻底解决了大斜度井和水平井分层注水测试与调配的难题。该技术中的主要设备包括井下分注自动测调配水器、钢管电缆和地面测调控制器,它们共同构成一个分层注水集散式测调系统。分注测试调配时,仅需地面测调控制器向井下各自动测调配水器发送控制指令,即可实时监测分层注水动态、快速调整分层注水量。该技术目前已在渤海油田成功实施82口井,最大井斜87.62°,实现了大斜度井和水平井的分层注水高效测调一体化。注水井高效测调一体化技术的开发成功为井下注水安全和油藏注水动态监测提供了技术支持。     

鄂尔多斯超低渗储层智能注水监控技术

鄂尔多斯超低渗油藏的注水开发存在如常规分注工艺配套费用高、人工作业复杂、分注合格率下降快且无法长期监测分层动态数据等问题,为此提出了智能注水全过程监控技术。该技术包括井下自动控制配水器、地面传输控制一体化装置及远程监控系统,应用流体波码技术及井下流量智能调节理论,实现了井下分层流量自动测试、自动调节,动态数据长期测试及存储,地面与井下远程无线数据传输,油田数字化系统实时监控等功能。2016年超低渗典型区块开展20口井现场试验,分注合格率95%。智能注水监控技术实现了精细配水,有效控制单层突进,减少无效水循,并真实掌握油藏开发动态过程,为实现油藏高效注水开发奠定了工艺基础。     

小通径注水井测调一体化分注技术研究及应用

目前渤海油田小通径分层注水井内通径仅82.55 mm,该通径的分注井只能采用常规分层注水工艺,存在分注层数受限、测调效率低、占井时间长等问题,不满足当前精细注水的需求。为此,开发设计了针对渤海油田小通径注水井的验封测调一体化分注工艺技术。该技术突破注水层数限制,可实现一趟电缆下入,实时监测井下不同注水层位的温度、流量与压力,并进行水嘴实时调控。现场应用结果表明,该技术一次验封测调成功率达97.3%以上,分层验封效果可达90%以上,分层配水合格率在95%以上,取得了较好的应用效果,解决了小通径注水井的多层分注、高效测调、水井测试等问题,满足了海上油田小井眼小通径注水井精细化注水的开发需求。     

渤海油田分层注水工艺技术现状与发展趋势

渤海油田注水井具有防砂完井条件下分段层数多(2~6层)、井斜较大(30~60°)、单层配注量大(300~700 m3/d)等特点。总结了自20世纪90年代以来我国渤海油田注水技术的发展历程,介绍了"一投三分"注水、多管分层注水、空心集成分层注水工艺等在渤海油田的技术现状,并分述其特点及存在问题。根据渤海油田注水开发的需求,对今后开展超大斜度井和水平井分注、井下增压注水和细分注水等方面研究进行了展望。     

波码通信数字式分层注水技术研究与应用

针对常规分注井测试工作量大、配套费用高及分注合格率下降快等问题,研究了波码通信数字式分层注水技术。该技术的核心为基于流体波码的无线通信技术及井下智能配水器。波码通信技术通过短时间改变地面控制阀或井下配水器电控阀的开度,建立井筒内的流量波动,并将流量波动转换为压力信号实现地面与井下的数据传输;井下智能配水器集成高精度压力计、可控水嘴、计算与控制模块等形成一个智能控制系统,实现地面下传命令或数据的接收、水嘴的注水流量计算与控制、井下数据的存储与上传等。波码通信数字式分层注水技术已在现场试验与应用430余口井,分层注水合格率长期保持在90%以上,注水层的含水上升速度稳定,水驱开发效果改善明显。研究结果可为分层注水技术的研究与应用提供一定参考。     

数字式分层注水实时监控系统的设计与应用

随着超低渗油气藏注水开发时间的延长,受储层非均质性的影响,层间吸水差异大,造成储藏动用程度严重不均、层间矛盾突出,影响整体开发效果。常规的分层注水技术存在测调过程复杂、分注合格率下降快且不能实时监测和调节井下分层注水量等问题。采用压力波进行地面/井下双向无线通讯的智能分注技术可以在一定程度上解决上述难题,基于该技术的数字式分层注水实时监控系统由井下智能配水器、地面控制装置和数据的远程无线传输模块组成,可实现井下分层流量的自动调节及注水参数的实时监测与上传、注水井动态数据的远程无线传输与分享等。现场试验1 600余口井,分注合格率长期保持在95%以上;试验区水驱动用程度提高2%～3%,自然递减降低1%～2%,效果良好。智能分注技术的完善与推广可为储层动态分析及油田注水策略的及时调整提供必要的依据与手段。     

缆控智能分注技术现场试验与应用

为解决常规分注精细注水效果差、注水合格率低、稠油油藏适应性差以及无缆智能分注井下配水器电池寿命短的问题,在中北部油田试验的基础上,优化改进了缆控智能分注技术,并首次在大港南部油田稠油油藏首次应用,该技术通过单芯电缆控制井下智能配水器的一种数字式注水技术,其能够全自动的对每个地层流量实现实时监测与控制,调整速度快,可频繁调整,并多层联动同时调,抗地层扰动能力强。可分层数多,读取实时数据快,可以很好实现数字化,稠油油藏实施效果较好,节能效果显著,节约创效600余万元,降低了员工劳动强度,缆控智能分注技术能够有效提高水驱采收率,实现油藏精细注水,具有较高的推广应用价值。     

渤海油田无缆智能分注技术优化及应用

渤海油田开展无缆智能注水技术应用以来，取得了显著的注水开发效果，但随着应用规模的扩大，也突显出了发码效率低、波码通信抗干扰性差、配水器水嘴卡堵等问题，为此针对该问题开展了技术优化。创新设计了液压控制井口发码装置，实现了操作人员远距离液压控制，提升了现场发码作业的安全性和时效性。采用压力幅值加脉宽识别的压力编码方式，增强了压力编码的抗干扰性，提高了发码质量和效率。通过改进智能配水器水嘴调节方式，有效避免水嘴开度调节过程中存在的卡堵现象。优化后的无缆智能分注技术成功应用于现场实践，取得了良好的应用效果：注水井测调工期明显缩短，平均单层测调耗时0.51 d,测调效率大幅提升；智能配水器最长工作时间超过3年，井下复杂工况条件下工艺的长效性显著提升。该技术对于海上油田精细分层注水开发具有一定的指导意义和应用价值。     

渤海油田分层注水井电缆永置智能测调关键技术

为了解决渤海油田常规分层注水中单井测调占用平台时间长、测调效率低,以及水平井和大斜度井适应性差等问题,研究了分层注水井电缆永置智能测调技术。将温度、压力、流量等测试单元集成于智能测调工作筒中,以电缆为传输电能和数据的介质,实现地面控制多口井、多层水嘴的连续开关,实时监测井下数据,形成了一套适用于海上油田的智能测调技术。38口井的应用实践表明,采用分层注水井电缆永置智能测调技术可大幅提高测调效率,缩短作业时间和减小作业空间,解决海上大斜度井、水平井测调难题。研究认为,该技术可为渤海油田经济、高效开发提供支持。      

波码通信分层注水技术研究及现场应用

常规分注井无法连续监测数据,需人工定期测调确保分注合格率。随着技术进步,国内油田逐步向数字式分注发展。长庆油田以超低渗透储层为主,层间非均质强,小层注水量小,通过持续攻关,创新提出了波码通信分层注水技术,攻克了小水量测试调配及远程无线通信与控制难题,形成了适合长庆油田的带压作业模式。该技术通过压力流量波码实现地面与井下数据无线远程传输,配水器实现井下分层流量自动测调与数据录取,现场应用1200余口井,地面与井下无线数据传输距离达到2800m,分层注水合格率长期保持90%以上,最长有效期近4年,单井年节约测试费用5万元,解决了常规分注技术面临的技术瓶颈,人员劳动强度大幅降低,提升了油田注水精细化水平。     

长庆油田小井眼超长水平段水平井钻井技术

针对长庆油田小井眼超长水平段水平井钻井施工中井眼轨迹控制困难、储层钻遇率低、机械钻速低、井壁易垮塌和易发生井漏等问题,分析了钻井技术难点,研究了旋转导向智能井眼轨迹控制技术、近钻头方位伽马成像技术和工程参数监测技术,进行了钻头选型优化,并研究应用纳米成膜封堵水基钻井液技术,形成了长庆油田小井眼超长水平段水平井钻井技术,能够精准控制井眼轨迹、提高储层钻遇率、保障井下安全和提高机械钻速。长庆油田桃XX井应用旋转导向技术及相关配套技术,安全高效地完成了水平段长4466 m、井深8008 m的钻井施工,储层钻遇率高达96.6%,创造了长庆油田井深最深、亚太区陆地水平段最长的纪录。研究结果表明,长庆油田小井眼超长水平段水平井钻井技术的现场应用效果良好,具有较好的推广应用价值。      

大庆油田缆控分层注水技术研究及应用

分层注水是大庆油田开发最重要的特色技术,为油田高效开发提供了技术支撑。随着油田进入特高含水期,剩余油高度分散,油水关系复杂,注水合格率下降快,稳油控水难度加大,为解决日益增加的注水井测调工作量与有限的测试队伍间的矛盾,满足油田精准开发需求,研制了缆控分层注水技术。该技术将压力监测系统、流量监测系统、流量控制系统置于预置电缆智能配水器中,在办公室端由技术人员在服务器软件上发出控制指令,通过油田生产无线网络发送至地面控制箱,应用电缆载波技术由电缆传输指令至智能配水器,实现实时通信,获取井下分层参数信息,控制井下分层注入量。通过建设4个智能分注技术示范区,验证了不同开发矛盾下工艺适应性。缆控分层注水技术提高了吸水厚度比例,有效控制了含水上升率和自然递减率,增油效果明显,推动了油田数字化转型、智能化发展。     

管外缆控式智能分注技术

华北油田油藏埋藏深、注水井井温高、层间注水压差大等问题,严重制约了现阶段分层注水技术的发展。针对当前分注工艺与生产需求之间的矛盾,以管外缆控式智能分注技术作为主体,开展了新一代分层注水技术研究。通过对井下智能配水器优化设计,提高了电控智能配水器耐温、承压等关键指标;以深斜井多级多段分注技术为基础,形成了过电缆套保封隔器、过电缆逐级解封封隔器等缆控式智能分注工具系列,井下工具可靠性大幅提高,施工成功率达100%。该技术从根本上改变了分注井测调方式,无需测试车辆和人员现场操作,可远程控制分注井进行验封测调,降低生产成本投入;层段注入量自动调整、生产动态实时监测及层段配注远程调整等功能,为油藏精细分析及生产动态调整提供了数据和技术支持,实现了有效注水、精细注水,有助于提高水驱开发效果。     

大庆油田化学驱分层注入技术现状与发展趋势

化学驱分注技术已成为高含水油田提高采收率、保障油田可持续发展的重要技术手段。大庆油田根据不同油层类型、不同开发阶段需求,形成了较为成熟的注聚工艺体系,取得了较好的开发效果。目前已形成以“全过程一体化分注技术”为主体的化学驱分注技术,实现了同井分层注入量与分子量的双重调节,一趟管柱满足空白水驱、化学驱及后续水驱2～7层分注需要,测试工艺与水驱兼容,投捞、验封、流量测调全电控。随着油田生产的发展,化学驱开发规模的不断扩大引发了现场应用中的新问题：分注井测试工作量逐年增多,班组测调能力已达极限;分注合格率下降快,测调周期缩短;开发油层向渗透率更低、隔层更薄、厚度更小的油层转变等问题,为此提出了结合自动监测、远程控制等自动化技术,以实现化学驱分层注入技术监测与调整智能化的新工艺,同时研发了小卡距和小隔层细分工艺,为油田化学驱分注进一步高质、高效开发提供技术参考。     

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。     

预置电缆智能分注技术研究与应用

大庆油田进入特高含水期以来,注水井数和多级细分井数逐年增多,层段动态变化更为复杂,注水合格率下降较快,高效测调虽可加密测调周期、提高注水合格率,但人工测试工作量仍然巨大。基于以上问题,开展了预置电缆智能分注技术研究。该技术主要由预置电缆智能注水工艺管柱及地面无线远程控制系统两部分组成,工艺管柱通过将电缆置于油管内部连接配套工具; 远程实时监测各参数变化情况并控制井下分层流量、分层压力,系统具备自动测调、数据自动存储、超差报警、远程验封及测压、标准报表输出等功能。该技术是一种实时、高效、连续的新一代分层注水技术。