用于模拟多产层智能井的动态优化技术

利用智能井技术可对一口给定井进行远程控制、监测以及管理其多个产层。该技术具有重要的应用价值 :它可以对多个产层分层控制 ,减少井的总数 ,减少代价高昂的油井维修费用 ,促进产层长期稳产。常规的油藏模拟工具不适用于装有井下流量控制设备井的模拟 ,尤其在时域上很难自动优化智能井 (流量 )控制阀的配置 ,而且很难使一些目标函数 (如降低的产量和采出的碳氢化合物储量 )最优化。回顾了对于一个利用智能技术开发的油藏的模拟过程和结果 ,该油藏是一个带有强水驱的多层碎屑岩储集层。介绍了用一种与最优化技术相结合的模拟器来模拟具有两个和多个井下层间控制阀智能井的模拟过程。所提到的最优化技术被用来模拟智能井开发的多层混合油藏的生产 ,产量预测使利用多点层间控制阀开发方法相对于常规开发方法的优越性得以量化。对典型油藏的研究表明 ,同常规完井方式相比 ,智能井技术能提高产量并维持长期稳产。     

智能井技术可以提高采收率

由于智能井技术和智能油田开发可以降低基本建设费用和操作费用,增加产量和提高油气采收率,所以它成为吸引人的技术。迄今为止,在北海、美国墨西哥湾深水区、加拿大的大西洋水域、西非海上和亚太地区全世界1 30口智能型完井已经表明这种技术的价值。智能井油藏管理系统的基本部分为:1 井下传感器和流动控制装置;2 数据采集和处理控制系统;3 数据洗涤、确认、储存和回收;4 一系列的石油工程、经济、管理和可视化应用;5 为实时数据储存、处理、协调和报表所提供的通讯和工作环境;6 利用智能井操作灵活性的油藏管理原理。智能井技术可以提高…     

智能井优化控制模型在油田开发生产中的应用

20世纪90年代以来,智能井技术作为一项新型的完井技术得到了迅速的发展和广泛的应用。在介绍智能井技术发展的基础上,从国内外研究智能井优化技术、应用方法等方面综述了智能井优化控制理论的进展,介绍了智能井优化控制理论在多层油藏、微裂缝油藏、高渗透非均质油藏和河流相油藏中的应用方法,列举了智能井在油田成功应用的实例,指出了不同优化方法的简化条件和适用范围,并提出了智能井优化控制技术下一步的研究方向。     

智能井智能优化开采系统软件开发

为提高我国智能井研究与应用水平,结合雷64-34-22井的实际生产状况,设计完成智能井的关键部分——智能优化开采软件系统,实现数据的记录、存储、分析和优化开采等功能。该软件系统将理论合理产量和实际合理产量相结合,以降低含水率、提高产油量为原则,确定油井的最终合理产量,实现油井的智能优化开采。现场应用结果表明,该系统运行安全可靠,采用该系统进行生产,雷64-34-22井采收率提高10.5%,具有良好的经济效益。     

基于最优控制理论的智能井动态优化技术

为了最大化油藏价值,以油藏开发周期的净现值最大化为优化目标,建立了智能井生产优化最优控制问题的数学模型;应用最优控制理论中的伴随法计算优化算法所需的梯度值,并结合序列二次规划法,获得最优的生产方案。研究结果表明,与无控制的生产方案相比,优化后的生产方案可使累积产油量增加22.2%,累积产水量下降33.6%,净现值增加了33.2%。     

世界第一口多光纤传感器智能井

2002年8月，挪威海德罗(Norsk Hydro)ASA公司在北海挪威海域Ose—berg Ost的E-11C井中安装了世界上第一套多光纤压力和温度计，同时还安装了一条分布式温度传感光纤(DTS)和一个地面操纵的智能完井流量控制装置。作业公司表示必须全面了解油层的压力状态。为了实现油田注水方案的最佳管理，必须在准确掌握油藏长期压力状态的基础上进行油井作业。该智能井系统由多个光纤温度和压力计及一条分布式温度传感光纤构成。所有的光纤传感器都由威德福(Weatherford)公司制造，同时安装的还有WellDy—namics公司制造的地面操纵的智能完井流量控制装置。该系统安装后，井下传感器组合已经为日常生产管理提供了大量数据，而且使油田寿命期内战略油藏管理成为可能。E-11C井中的温度和压力计连续不断地提供两个产层的温度和压力数据，而分布式温度传感光纤则测量整个井筒的温度。一条1/4-in的光缆把数据传送到地面。文中介绍该项技术、其优点以及安装该系统所采用的完井方法。     

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。     

智能井系统——发展现状与趋势

智能井(IW)系统技术在油气工业上游的应用尚处于初期阶段。一些作业公司已经应用了智能井技术，他们已经认识到了改善油藏描述和实时生产管理的潜力：降低修井和采油修理成本；不再需要通过维持油层压力的方式来保持油层的生产能力；加速现金流动；增加动用油气资产的可采储量。到目前为止，智能井已达130多口，而已安装使用的遥控流量装置有220多套。实际应用情况表明，智能井系统能够达到人们预想的效果。智能井系统设备性能可靠，而且经济回报丰厚。大多数终端用户都已成为回头客，在一个以性能和价值为主要推动因素的新兴市场上，这一点可能是最引人注目的。智能井系统技术在飞速发展，现在的问题已经不再是这种技术是否有效以及能否创造价值，而是终端用户的基础设施是否有能力最佳地利用它。文中概述了智能井系统的基本原理，介绍了这项技术的发展历史、推动因素和配套技术；并探讨下一代智能井系统能够实现的功能以及智能井技术发展的最后一个障碍，即怎样管理数据。     

基于主动控制策略的智能完井生产优化

为充分发挥油藏数值模型在生产预测方面的作用,从而指导智能完井生产优化方案的制定。本文以油藏数值模型为载体,结合数学最优化算法,研究了在水平非均质油藏中智能完井的有效价值。同时为寻找一种高效的、稳定的优化算法,本文借助MATLAB优化工具箱研究了序贯二次规划最优化算法在智能完井生产优化中的应用。     

未来十年智能井技术发展趋势

智能井技术是指借用安装在井下相应的系统对油气产层的生产动态进行优化控制的技术。本文回顾了这项技术过去十年快速的成长历程,展望了未来的发展前景,认为无缆技术与全电力系统将是未来智能井技术发展的方向。     

防砂井产能预测与经济优化方法

1 技术理论与模型的建立( 1 )防砂井产能预测基本模型。对于防砂井 ,在近井地带尤其射孔炮眼内 ,流体流速较高 ,紊流流动造成的压力损失不可忽略。以达西定律和Forchheimer压力梯度方程为基础 ,考虑达西流动和非达西流动、单相和油水两相情况下 ,计算从油藏到井筒各流动区域的压降 ,计算相应的各种表皮系数 (包括射孔表皮、地层伤害表皮、射孔压实带表皮 (新井 )、砾石充填炮眼表皮、砾石充填环空表皮以及筛管流动表皮等 ) ,建立防砂井产能预测基本模型。( 2 )防砂方法优选决策模型。防砂方法多种多样 ,但每种防砂方法都有各自的特点和适应…     

通过智能井系统与产层防砂完井的结合实现深海区的油藏流入控制

本文是介绍如何应用智能井系统与完井的结合来控制深海区的油藏流入。在深水海底，远程控制水流入的能力可以免除成本很高的钻井平台维护作业，同时能延长油井的寿命并增加可采储量。在巴西深水海域，具有机械裸眼隔离的裸眼水平井砾石充填完井都已与完全可靠的电子智能井系统结合在一起。本文将详细介绍这些技术的设计、测试和实施。巴西深水海域仍然是迫切需要为提高经济效益而推动新技术应用的地方。1998年在巴西深水海底实施了水平井砾石充填完井。到目前为止，已对生产井和注入井成功实施了52次海底水平井的砾石充填。为了进一步提高深水区的经营效益，于1999年开始在坎普斯(Campos)盆地实施5级多分支井。由于裸眼水平井砾石充填的成功不断显示出经济效益，有必要提供一种与砾石充填相结合的有效层位分隔。2001年在坎普斯盆地成功应用了可获得层位分隔的分流阀技术。水平井的层位分隔和长水平距离使油田经营者能够选择性地开采油藏，并使桶油当量的开发成本降至最低。莫索拉(Mossoro)油田，在陆上部署了由31/2-in和51/2-in流入控制设备构成的完全电子化智能井系统。安装这套系统的目的是为了在将该技术应用于海底油井之前加以验证。这些阀门是在办公室遥控操纵的。经过数月的成功应用和收集数据，拆除了该系统并准备将其安装到深水海底油井。在陆上油井的试验期间，发现有必要修改数据的存储容量。然后对软件进行了修改，以优化数据的存储速率。为了将智能井系统与防砂完井相结合，必须有一个优化过程以满足建井和作业需要。这一优化过程包括：(1)为达到目标井位进行井眼轨迹设计，同时要控制“狗腿”的严重程度以利于智能井系统设备的下入；(2)为获得流入控制和尽量降低安装过程作业风险而进行完井设计。这是与生产层完井相结合的完全电子遥控智能井系统在油藏生产管理方面的第一次应用。     

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。     

智能井技术在五点法井网中的应用

随着水平井技术的发展与成熟,以单水平井为主的开发模式已转化为以水平井井组整体开发为主.利用数值模拟方法研究了水平井与直井五点法井网微单元的流线特征与水平井流入量分布特征对开发效果的影响,探讨了智能井技术在水平井井网中的应用.结果表明,五点法井网微单元的流线特征决定了水平井流入量的分布特征,流入量分布越不均衡,注水开发效果越差,而通过采用智能井技术可以实时调控水平井的流入量分布,从而有效减缓注入水的突进速度,增加波及系数,提高油田的开发效益.     

水力压裂井模拟

在石油工程作业中经常会遇到压裂井。它们可以是用于提高产量的水力压裂井,也可以是钻入了天然裂缝的井。由于裂缝的存在,裂缝井附近的流体特性和压力分布会变得很复杂,因此对此类井的数值模拟也比较 复杂。对于这类井,特别是水平或多侧向的裂缝井,数值模拟还没有有效的方法。本探讨了利用油藏模拟软件进行压裂井模拟的新技术。对于压裂井的模拟,我们提出了一种新方法。它的基础是根据稳态压力分布计算井区的适宜数值生产指数（PI）和压裂井周围的传导率。此方法对粗网格的模拟可达到满意效果。     

世界第一口多光纤传感器智能井

挪威NorskHydroASA公司于2 0 0 2年 8月第一次在单井中安装了工业用多光纤压力温度计 ,与此同时还安装了一条分布式温度传感 (DTS)光纤和一个地面操纵的智能完井流量控制仪。该系统安装于北海挪威海域Oseberg st (东 )油田E 11C井。作业公司表明必须全面掌握油层的压力状态。为实现油田注水方案的最优化管理 ,必须在准确掌握油藏长期压力状态的基础上进行油井作业。该智能井系统由多个光纤温度和压力计及一条分布式温度传感光纤构成。所有的光纤传感器都由Weatherford公司制造 ,这些传感器与WellDynamics公司制造的地面操纵的智能完井流量控制仪配套使用。该系统安装后 ,井下传感器组已经为日常生产管理提供了大量数据 ,而且使油田寿命期内的战略油藏管理成为可能。E -11C井中的温度和压力计连续不断地提供两个产层的温度和压力数据 ,分布式温度传感光纤则测量整个井筒的温度。用一条 in的光缆把数据传送到地面。本文介绍了安装该系统的适用技术和优势以及所采用的完井方法。     

北海老油田智能完井优化注水工艺

对智能完井技术（IWT）在一个北海老油田中的矿场实施完成了一项动态油藏模拟研究。其目的是对这项油田开发技术的使用进行量化。这项研究检验了智能井技术在多口生产井和注入井中的应用，包括加速开采、减少井数、延长稳产期和减少修井作业。这项研究估计，在油田开采期内原油采收率可能增加的范围为原始原油地质储量的0．48％～6．1％。     

全球智能井技术发展迅速

智能井技术是实现数字化油田的主要构成部分，近年来发展迅速，贝克石油工具、壳牌、威德福和斯伦贝谢等公司都投入力量进行研发和应用。据2004年统计，全世界采用智能井技术的油井已接近200口。     

用智能井提高复杂储层采收率的经验

在Brunei Shell石油公司(BSP)的Iron Duke和Bugan油田采用选择性完井能够对多个储层层段进行合采(在一些情况下跨越断块进行合采)。一般非均质砂岩内的大气顶覆盖在Iron Duke和Bugan油田内的油环上面。最近的生产测井测试结果表明，在高渗透薄砂岩夹层出现了气突破。因此，选择性开采通过改善储层管理提供了提高最终采收率的潜力。例如，用为了研究智能