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。     

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。     

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。      

有缆智能分注技术在华北油田的应用

为了提高华北油田非均质砂岩油藏的分注效果及注水合格率,减少验封测调工作量,开发并应用了有缆智能分注技术。该技术可在地面远程实时读取井下智能配水器采集的各层注水流量、温度和压力等数据,并可实时调整各分层配水器水嘴开度大小,轻松完成验封测调工作,在保障分注井注水合格率,减少验封测调工作量的同时,也能够为油藏的分析评价提供大量的数据支撑。介绍了有缆智能分注技术的特点、关键工具和施工辅助装置等,并分析评价了35口有缆智能分注井的应用效果。其对应井组见效率90%,对应油井见效率82. 8%,累计增油16 690余t,节约验封测调费用688万元,降本增效显著。有缆智能分注技术能够有效提高水驱采收率,助力油藏精准开发,具有较高的推广应用价值。     

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。     

注水井智能分注技术研究进展

常规注水井分注技术存在测调工艺复杂、工作量大、适用性差等问题,而智能分注则能很好地解决这些问题,是分层注水的发展方向。对比分析有缆式智能分注、非接触式智能分注及无缆式智能分注三种技术的配套工具、施工作业、测调验封、配注调整、动态监测、数据回传及技术瓶颈等指标。综合分析认为,注水井智能分注技术的下步研究方向主要为:一是研制防堵水嘴或可投捞水嘴,解决水嘴堵塞问题;二是通过低功耗水嘴测调技术、高性能(可充电)电池或电池水嘴一体化研究提高智能分注技术使用寿命;三是实现三种智能分注技术的优势耦合,规避单种智能分注存在的技术限制。     

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。     

智能配注技术在胜利油田应用研究

智能分层配注系统由一体化地面控制仪、井下测调仪以及通讯测试电缆三部分组成,是集分层测试技术、配注技术、计算机自动化控制技术于一体的技术;可以任意切换目的层,实现注水井井下配水器自动调节,准确计量目的层的流量等数据。对胜利油田24-1286井和27-13井的现场试验情况表明,这种技术可替代常规的偏心注水井测试与调配技术,实现分层注水井的智能调配。     

基于无线充电及通信技术的智能配注水系统分析

油田进入特高含水后期,注采关系复杂,需不断缩小测调周期以保证注水合格率,这就造成了测试工作量大量增加,注水技术急需向数据实时监测、注入量自动调配方向发展。开展了智能配注技术的研究,将井下参数采集模块、电路控制模块、流量控制阀集成在智能配注器内并长期置于井下,结合无线充电技术、无线通信技术及自动调整算法,形成了包括智能配注器、智能测控充电一体仪及地面通信控制主机的智能配注工艺及配套装置。室内及现场试验表明,无线充电及通信技术可靠,智能配注器对井下生产参数进行实时监测,并根据设定值进行自动调整。利用智能配注技术对地层参数的实时动态监控,通过对控制数据的分析与挖掘,可为油田精细开发方案的制定及调整提供数据支撑,为油田“数字化、智能化”建设提供技术支持。     

免投捞实时测控精细注水技术

分注井各层注水量通过下入测调仪器进行分层测试,注水量仅季度性监测,不能实时测控,同时受井斜和注水管柱内结垢等因素影响,测调仪器下井容易遇阻。为此,开展了免投捞实时测控精细注水技术研究。该技术将水量调节和测试装置集成于井下配注器中,通过井下电缆将配注器采集的数据传输至地面控制装置,处理后再发出指令对井下配注器进行调控。现场开展了3井次的试验,数据传输采集成功率达到100%,层段合格率90%以上,有效期已突破600 d。免投捞实时测控精细注水技术免去了投捞测调工作量,实现了油藏开发动态实时调整,进一步提高了水驱油藏开发水平。     

测调联动测试分层注水工艺及在青海油田的应用

油田注水开发中常规注水井测调技术工序繁琐、测调效率低、控制精度低,为此应用了测调联动分层注水工艺。测调联动分层注水工艺由地面控制系统根据井下仪器测得的流量数据控制调节分层注水量,整个过程进行实时监测和测量,实现了分层注水量的连续调配,可缩短测调周期,提高测试效率和测试资料精度。从青海油田现场24口井92层组偏心分注测调联动测试的应用来看,该项技术对于长井段多层精细分层注水具有很好的适应性。     

分层注聚井智能测调技术

现有聚合物驱分层注聚井钢丝投捞测调工艺测调效率低,且无法对分层层段注入参数实施全过程监控。研究形成的分层注聚井智能测调技术设计试验了一种间隙连续可调的高效低黏损分层注聚用水嘴,调节行程更短,测调效率更高;将流量计、压力计、可调水嘴和流量控制装置集成在井下配水器上,通过电缆与地面智能控制系统进行通讯,实现分层聚合物流量、压力等参数的实时监测和聚合物流量的低黏损在线控制。现场6口井成功应用,实现了聚驱分注井智能测调,获取了准确的井下压力和流量等相关参数,指导了聚驱开发方案的优化。该技术为聚驱方案调整和动态优化提供了一种全新技术手段。     

水平井吞吐智能配水器设计及研制

针对目前水平井吞吐分段注水尚处于初级摸索阶段,且存在后期测试调配成本高以及无法实时监测地层数据等问题,设计研发了水平井吞吐智能配水器。同时对配水器关键部件进行理论强度校核,并开展室内密封性、耐温耐压性、流量计及压力传感器等性能评价,试验结果均满足生产设计需求。2016年开展现场试验3口井,实现分层流量井下自动测调、后期无需测调、生产数据(流量、温度、压力)实时存储和兼顾地层压降测试功能,最大程度满足了水平井吞吐分注及测试要求。该产品的成功研制对于水平井吞吐分注技术的推广应用具有一定的促进作用。     

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。     

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...     

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。     

无线智能分层注采技术研究

针对当前油田分层注采技术灵活性差,效率低,调配需要现场施工及工作量大的问题,在室内试验的基础上,研究了一种基于智能测控装置和压力/流量脉冲载波传输的无线智能分层注采技术。试验结果表明:该技术能够高效、灵活地实现对井下分层流量的实时控制,免去了现场井下投捞测试和调配的工作量;通过集成化的井下智能配水器与智能配产器等核心工具,可灵活可靠地对井下流量和压力等生产参数进行测试与控制;利用井口测控装置能够对井筒连续相流体施加压力或流量扰动,产生附带地址和动作信息的可执行脉冲指令,实现井口与井下的无线信号传输;该技术既能实时监测油水井产层流量、压力等生产动态,又可以在线控制分层注采液量,从而有效减少层间干扰、强化层间均衡动用。研究结果可为转流线、调流场以及注采耦合等水驱开发调整模式提供一种便捷的工程技术手段。     

套管水平井多级多段分注工艺技术与应用——以红河油田A井为例

水平井分注存在解封困难、有效期短、无法投捞测试等问题,为此,引入逐级、逐段解封理念。采用反洗和平衡机构,减少管柱蠕动,延长管柱的有效期;利用无线测调工艺,实现井下流量和压力的分层测试以及地面对井下分层流量的调配,从而实现水平井多级多段注水的目的。室内实验显示,带有逐级解封可洗井注水封隔器性能指标为耐压25 MPa、耐温120℃、解封负荷50 kN。无线测试调配技术监测5段注水井下流量,流量精度误差小于5.0%,压力精度误差小于0.3%,有效期可达2年。现场应用表明,多级分注技术分注效果良好,测调简便,提高了精细注水程度。     

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。     

智能分注分层流量自动比对测试技术研究与应用

智能分注工艺可以持续、稳定地实时监测井下每层段的瞬时注入流量、温度和注水压力,但智能分注井井下配水流量计在生产过程中存在流量漂移及分层水量计量误差的问题。通过自动调整单井高压流量自控仪流量,对各层水量计量仪表进行比对测试,可解决智能分注分层水量误差问题,即以自动化运行代替现场的人工操作,配套进行远程调控、定期调控,保障分层注水准确性。智能分注工艺在二连油田实施了43口井,其中智能分注分层流量自动比对测试现场已应用38口井,自动比对测试和测调后的井下各层智能配水仪流量计流量数据与高压流量自控仪流量数据吻合,误差为±1%,满足注水准确度要求,智能分注井分注合格率从87.2%提升至97.7%。智能分注工艺可为油藏分析提供连续、准确的数据,对其他油田智能精细分层注水具有一定的借鉴意义。