一种新型油井智能分层开采与测试技术

介绍一种油气田开发过程中,油井正常生产状态下,运用井下智能开关器对油井进行分层开采、分层测试、堵水调层及任意层多层合采的工艺技术。该技术主要由智能开关器和智能分层开采及遥控调层工艺两部分组成。分层开采管柱采用丢手方式或整体管柱下入井中,用封隔器将井下各层位封隔,管柱上对应的每一个目的层位安装一套智能开关器,智能开关器能够按照预先设定的时序,或根据地面遥控发送编码指令工作,打开或关闭层位的进液通道,实现油井的分层测试、分层开采、堵水调层及任意层多层合采,同时开关器内置或外挂的压力仪还可获得油层的压力恢复和压力降落曲线。     

旋转活塞控制式智能开关器的研制与应用

在油井分层测试中使用往复式智能开关器,因结垢造成卡活塞,使开关功能失效,导致分层测试、分层隔采作业无法正常进行。研制了旋转活塞控制式智能开关器,地层流体可通过空心旋转活塞流出,有效防止活塞及阀腔结垢。现场试验2井次,准确地获取了油井各层产能数据,为后期动态措施调整提供了可靠的依据。     

井下智能找堵水分层采油技术

介绍了一种井下智能分层采油技术,一趟管柱实现井下找水、堵水、生产、调层、测试等多项功能。用封隔器将井下各层位封隔,管柱上对应的每一个目的层段安装一套智能开关器。找堵水过程中井下智能开关能按照设定的时间顺序自动打开或关闭油层,实现油井的找水、堵水措施,达到任意选层开采,降水增油的目的。同时在生产过程中,内置压力计可连续监测分层压力资料,分析油层分层参数(分层压力、渗透率、污染系数)等资料,为精细掌握油藏动态特性提供依据。     

层间自动轮换分层周期注水工艺

针对分层周期注水存在的投捞调配工作量大的问题,开展了注水井层间自动轮换分层周期注水工艺研究,研制出了依靠高温电池供电、单片机控制的井下自动循环开关器,下井前设定好每个循环开关器的自动开关程序,使其在井下按照程序自动开启和关闭,实现分层周期注水。根据需要,还可以通过地面特定时间打“低—高—低”的液压编码,控制井下对应的自动循环开关器开启和关闭,临时改变井下注水层。该技术具有自动控制和液压控制双重功能,不用下入传统的投捞调配测试仪器就可以实现分层周期注水,液压编码只有3位,控制简便,可操作性强。现场试验11口井,自动循环开关器工作正常,达到了预期的目的,在智能分层周期注水方面实现了突破。     

安塞油田杏北区块分层采油工艺评价及效果分析

杏北区块多油层发育,油井多数为多层合采,随着开发时间延长,由于层间物性差异,出现单层水淹或层间干扰导致单井产能下降。为提高多层开发效果,杏北区开展常规封隔器换层隔采、碰泵控制换层、压力开关器控制、分压合采泵等分层采油工艺试验,其中压力开关器控制、分压合采泵工艺对于判断油井见水层位和解决层间干扰具有较好效果。     

压力指令开关找堵水及测试技术在油田的应用

针对冀东油田油井具有层系多,井深、井斜、高温高压、气油比高等特点,存在找水费用高、周期长、准确度低、卡堵水效果差及有效期短等问题,开发了压力指令开关找堵水及测试技术。该技术集找水、堵水、采油、测试于一体,先按照地面预先设定开关顺序逐层试采来找水,然后通过压力指令控制井下各开关器的开和关来实现分层采油,与此同时开关器内挂的压力仪实时监测并储存各油层的压力变化曲线。该技术目前在冀东油田现场应用14井次,下入井深达到3 876 m,最高气油比超过1 000,累计增油22 381 t,取得了明显的降水增油效果。     

液控找堵水开关器的研制与应用

研制的液控找堵水开关器包括普通型和多次重复型两种类型。两种开关器均通过从油套环空加液压控制井下开关器换向机构的换向动作 ,来改变开关器内进液及出液通道与油套环空的连通状态。液控找堵水开关器与封隔器等井下配套工具组配成机械找堵水管柱 ,可实施不动管柱多级分层、找水、堵水、调层生产等工艺。现场应用 115井次 ,其中调层生产 36口井 ,调层成功率 92 6 % ,累计增油 2 89万t ,降水 35 2 9万m3 ,减少作业 36井次     

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。     

伺服可调找堵水一体化工艺管柱结构与应用

常规的油井找堵水工艺存在不能根据生产需要动态调层、施工周期长、作业成本高的问题。在大庆油田原有堵水工艺的基础上,研究了一种新型的伺服可调找堵水一体化工艺管柱。该工艺管柱由可钻封隔器、伺服可调开关器、插入管柱及丢手接头组成,核心工具为伺服可调开关器。在不动管柱的情况下,经套管输入液压编码信号,可控制指定层位伺服可调开关器的开、关及开口度,实现任意层段动态找水;并依据找水情况关闭高含水层的伺服可调开关器,实现该层的动态调整。该技术环保安全、性能可靠,缩短了施工周期,降低了作业成本。     

井下智能注采工艺技术在河南油田的应用

河南油田经过40余年的开发,已经进入特高含水开发后期,储层非均质严重,油层水淹状况复杂,剩余油潜力的认识与挖潜难度大。针对以上问题,研发了以压控循环注水开关器、磁控循环注水开关器及智能找堵水开关器为核心工具的自动循环分层周期注水、智能分层找堵水工艺技术。该技术在河南油田推广应用61井次,累计增注5.9×104 m3,控制无效注水6.6×104 m3,增油6 310 t,降水17.7×104 m3,创效益1231万元,有效地解决了现有技术中存在的细分层周期注水投捞调配工作量大、找堵水工艺工序复杂和地层认识准确率低的问题,取得了良好的经济效益。     

海上油田液控智能采油工艺研究

海上油田开发以水平井大斜度井居多,开发井层数多,层间矛盾大。针对目前开发方式无法实现对油层进行精细开采的现状,提出了海上油田液控智能采油工艺技术。该工艺利用八挡位井下液压滑套配合液压解码器可以实现多层的精细开采,同时设计的水嘴结构可以实现多层流量精细的调节与大产液量的调节。井下液压解码器利用排列组合的原理,在降低管线数量的同时,实现了井下层位的选择与高压控制液引导,并通过计算管线摩阻,为现场管线的选择提供了理论支撑。试验结果表明:油嘴结构可以实现0~800 m 3/d的精细调节;井下液压滑套换向功能可靠,换向压力稳定在2 MPa左右,可实现0~2800 m 3/d的产量调节。该工艺不受水深和井斜等限制,最多实现了6层井的精细开采,提高了作业效率,可为海上油田精细化开采提供技术保障,同时也可为深水油田的开发提供技术储备。     

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。     

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。     

油田注水井智能双流调节阀装置的研制

针对油田注水工艺存在高压闸阀易卡易漏、人工调节不安全和易产生“倒灌出砂”等问题 ,研究开发了油田注水井无线智能监控网络系统。其中 ,单井智能双流调节阀装置是整个系统的基础单元 ,由智能控制器、电动执行机构、双流调节阀及干压表、油压表等组成。装置具有注水井工况显示、控制参数设定、远程阀门开度调控、数据处理和存储等多种功能。 9口井的现场试验证明 ,这种单井智能双流调节阀实现了精确注水 ,平稳注水 ,可防止倒灌出砂并降低工人劳动强度。     

缆控智能分层采油工艺技术研究与应用

长垣油田进入特高含水开发后期,水驱开发亟需从“精细”向“精准”转变,采出井找堵水工艺需同步改变开发形式,通过获取分层产量和含水率等参数,掌握精准连续的生产动态情况,为精细地质分析与挖潜提供依据。目前,国内各油田采出端为配合整体区块开发,需频繁进行作业,存在施工工作量大、费用高等问题。因此,研发了基于缆控配产器的分层采油工艺技术,实现生产过程中对井下生产参数进行实时连续监测,通过精细分层和调控水,建立有效的驱替体系,提高开发效果。开发无线远程控制系统,实现对缆控配产器的无线远程调控,大幅降低测调时间和人工成本。     

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。     

湿饱和蒸汽两相流的测量与应用

两相流湿饱和蒸汽的测量是稠油开发注汽过程中的重要环节，两相流体的状态复杂多变，目前理论不完善，给两相流测量造成一定困难。在实际应用中，采用高温高压涡街流量计，同时进行干度定值补偿及温度在线补偿，配备旋转式整流装置。使用微处理器对信号进行采集处理，输出标准流量信号和通信信号。结合现场情况，采用太阳能供电和GPRS数据远程监控系统，不用人工方式就可在现场抄录数据，达到定时、定量、灵活控制注汽的要求，为科学、高效进行稠油开发提供保障。     

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。     

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。