智能井油藏开采合理产量初探

智能井技术是一种能在多层段和多分支油井中,从地面监测、分析、控制、管理油井状况和生产情况的完井技术,是管理油藏、提高采收率的世界前沿技术。智能井技术的一项重要内容是确定油藏的合理开采量。本文从油藏开发过程中常见的油水矛盾入手,研究现有的合理产量确定原则和确定方法,并将其与智能井技术相结合,探讨应用于智能井技术的油藏开采合理产量优化方案。     

智能油井管理系统设计与应用

针对当前油井管理效率低、成本高,管理人员不能实时、准确了解现场生产状况的问题,提出一种基于可视化智能监控、神经网络专家系统的自动分析智能油井管理系统。与传统油井管理系统相比,智能油井管理系统可实现现场生产数据实时传输,数据实时性、真实性提高;通过智能摄像装置对油井生产现场实时监控,油井生产安全性提高;现场生产出现故障时系统通过神经网络专家系统自动识别,智能开关井并通报现场人员及时处理,生产效率提高。智能油井管理系统已安装120余井次,现场应用表明,该系统可全面感知油田生产动态,实现油田的可视化智能监控,预测油气田变化趋势,持续优化油气田管理。     

液控智能分采技术及其在渤海油田的应用

为了满足海上水平井和大斜度井分层开采控制需求，实现远程智能分采和不动管柱分层调配、酸化、测试测压等目的，通过多级智能流量控制阀、多孔穿越过电缆封隔器、可穿越式定位密封、可穿越式隔离密封、多线缆保护器及地面控制系统等关键工具研发或优化，创新形成了液控智能分采工艺管柱和技术。该技术通过地面控制系统远程控制N+1根液控管线，实现井下N个生产层位的生产调节和控制，适用于垂深4 000 m、分层数6层以内的油井分采控制，满足水平井、大斜度井和深井不动管柱调配需求。渤海C油田C19井的现场应用结果表明，该技术解决了C19井3个开发层位之间流体性质差异大、层间矛盾突出等问题，投产产量达到配产要求。该技术实现了水平井和大斜度井的分层开采与控制，为渤海油田剩余油挖潜提供了更多的技术手段。     

ROTAFLEX皮带抽油机智能开采系统

ROTAFLEX皮带抽油机开采稠油时,抽油杆柱阻力大,光杆下行困难,存在着光杆和悬绳器脱离的现象,为此,开发了ROTAFLEX皮带抽油机智能开采系统。该系统可以根据光杆上下行的运动趋势自动调整抽油机的冲次,控制系统在每个冲程内调节抽油机的运行速度,可使油井产量最大化。该智能开采系统在现场一超稠油井中的应用表明,采用该系统后平均运行冲次由原来的1.5min-1增加为2.0min-1,日产液量提高了48%,且泵效也有较大幅度提高。     

智能井控制的优化

结合使用新的优化软件和商业油藏模拟软件，分别对采用和不采用智能油井控制装置完井的油藏产量进行了预测和优化。井下流量控制装置给非常规油井的生产带来了灵活性。利用它们可以单独控制多分支井的各个分支，从而实现石油产量最大化或对不需要的水或气产量最小化。文中通过案例介绍了一种智能井(即安装有井下传感器和流量控制器的油井)运行的优化方法。该方法需要把共轭梯度优化技术与包含一个详细的多井段油井模型的商业模拟软件结合使用。该综合优化技术用于解决涉及不同类型油井和地质模型，以及多次地质统计模拟结果(geostatistical realization)的问题。多个案例均说明，采用流量控制装置能够改善油井的预测生产动态，其中一个改善的程度高达65％。     

智能完井为油田后期分支井开发提供了生产优化和采收率提高途径

描述了一种创新的完井解决方案,它具有最新水平的油藏监督和控制完井工艺,可对Abqaiq油田的分支井进行合采.由沙特一阿美石油公司作业,在Abqaiq油田的许多油井成功进行了智能完井.智能完井可进行单边测试和产量分配,从而优化每一分支井及整个合采油井的产量.借助实时监测,油藏和油井状况出现任何变化时都能够及时反应,提高了油井稳产期.使用可转位流动控制阀能延迟早期水的突破,提高采收率.实时监测流动压力可使油井以最佳产量生产,即在泡点压力以上生产.智能完井能够在地面控制水处理,同时提高了非均质断裂和裂缝性碳酸盐油藏中最大油藏接触油井的开采系数.     

多分支智能井技术挖潜北海古尔法克斯油田剩余油的实例研究

智能完井是为了适应现代油藏经营新概念和信息技术在油气藏开采的应用而发展起来的新技术,是管理油井、确定未被驱替剩余油和制订采油方案的有效工具。智能完井与多分支井等复杂结构井的结合,可使一口井起到多口井的作用,在一口井上同时实现注入、观测与生产的多种功能,还可以实现油藏的多层合采。多分支井智能化已在世界上许多油田获得应用。文章以挪威重要石油生产区——北海古尔法克斯油田为例,介绍了该地区主力油层通过在3口水下多分支井安装井下智能控制系统的应用效果,不仅克服了油藏连通性差、非均质性严重和气体突破等约束生产的因素,还有效地提高了原油产量和采收率。多分支智能井的应用范围不仅限于海上深水作业,在提高陆上非均质、多层成熟油田采收率或产能方面也具有一定的应用潜力。     

油田低产井高效开采工艺技术

油田进入开发中后期,开采难度增加,低产量井油井逐渐增多等问题突出,开展技术创新,优化生产工艺,积极应用低产井高效开采工艺技术,提升低产井产量和油井系统运行效率,提高能源利用效率,降低油田吨油生产开发成本,已成为各油田重要的研究课题。文中分析了低产量油井开采技术现状,介绍了8种低产井井下高效开采工艺技术和6种低产井地面高效开采工艺技术。实践证明,这些针对低产井的高效节能开采工艺技术,均十分有效。     

油井高效生产实时智能分析评价优化技术

针对目前抽油机井生产系统能耗评价方法不科学、油井工况分析方法不合理及实时智能诊断技术和优化设计手段不完善等问题,建立了科学的能耗评价方法、油井工况分析方法、能耗实时监测诊断平台,进而形成了油井实时智能分析评价优化技术,并将该技术在胜利油田进行了现场应用。应用结果表明:以降耗率为核心的能耗评价方法能够科学地评价区块和单元的降耗潜力空间,指导油井开展节能降耗;应用示功图与电工图的整合诊断技术,可以实现油井数据的实时智能分析评价,指导油井生产优化调整。所得结果可为生产油井的智能分析和优化运行提供理论依据和技术支持。     

抽油机智能运行控制系统

目前国内油田经过多年的开发,很多采油井产液量逐年下降,中低产井供液不足的现象越来越严重。油井供采不平衡的问题,是机采井耗能大、效率低的主要原因。从解决供采关系的核心问题出发,研发基于电器控制器件和数字化技术的新型抽油机智能运行控制系统,在不引入高成本传感器和不进行复杂现场改造的情况下,根据采集的抽油机电参数据特征自动调控抽油机生产参数,实时保持油井在合理流压下生产,发挥油井最大产能,提升机采系统的系统效率。现场试验11口井,通过应用抽油机智能运行控制系统,平均液面深度上升36 m,平均日产液量提高2.22 m3,系统效率提高2个百分点。该系统提高了机采系统智能化水平、节约能源消耗、减少维护工作量,对提升信息化管理水平、降低机采系统运行成本具有重要的意义。     

验证与确认技术在智能油田信息化建设中的应用

验证与确认技术(V&V)是保障软件系统质量的关键一招。在智能油田信息化建设中,软件系统质量因保障油田的高效工作而备受关注。传统软件系统开发的维护成本占整个软件开发周期的50%~70%。V&V旨在智能油田信息化建设的软件系统开发的需求阶段修正错误,指数级地降低维护成本中的纠错成本,保障油田的稳定生产。基于此,首次提出一种将V&V技术应用于智能油田信息化建设的方法,为国际、国内针对智能油田软件系统开发指导规范提供了新思路。主要研究了智能油田信息化建设所覆盖的业务部门和智能部门及油水井等智能化应用等工作紧密相关的V&V,提出了智能油田信息化建设中设计、测试及V&V过程的文档要求,更进一步制定了V&V工作流程,使该流程在实际项目开展时不断验证、固化。同时所提V&V揭示了智能油田软件开发周期活动中潜在的风险因素,推进了过程实施、风险控制及协助设计团队设计方法的改进,提高了软件系统的质量。验证与确认技术用于智能油田信息化建设的方法,对油田生产智能化发展具有深远的借鉴和指导意义。     

红河油田37井区IPR曲线研究及合理生产参数确定

低渗透油藏压裂水平井开发的显著特点是存在启动压力梯度、应力敏感以及裂缝参数影响等现象,这种特有的现象使该类油藏与常规油藏的生产特征存在较大差异,且目前无针对低渗油藏压裂水平井生产参数的优化设计模型,使得合理生产参数确定困难。本文将IPR曲线理论应用于水平井开采的动态分析中,通过实际生产数据进行分析得到的结果可靠,说明应用IPR曲线理论能有效评价预测油井产能和确定油井允许的最小流压界限及合理生产制度,为充分发挥油井生产能力、合理高效开发红河油田低渗透油藏提供了理论依据。     

产油趋势法评价绒囊修井液在海上SZ36-1油田修井效果

绒囊修井液在SZ36-1油田C22井修井后,产液量下降,产油量上升,含水率下降。如何评价绒囊修井液储层伤害效果成为焦点。利用C22井修井前后10个月的产液量、产油量和含水率变化趋势,发现产油趋势分析法评价绒囊修井液修井效果比平均产液法更合适。产油趋势法可以详细分析修井前后产液量、产油量等参数的变化幅度及变化速率,对产量预测和制定合理的工作制度更有指导意义。用产油趋势法分析该油田另一口使用绒囊修井的F20井,较好地解释了修井后的产液、产油等现象,可以评价绒囊修井液对储层的伤害程度。     

大庆油田微生物提高采收率的矿场试验

本文系统地报导了大庆油田室内筛选和评价菌种的方法,所采用的假单胞杆菌(Pseuodomonas aeruginosa)、野油菜花黄单胞杆菌(Xanthemonas compestris)、地衣芽孢杆菌(Bacillus Licheniformis)和5GA近似于节杆菌(Bacteroides)的配伍菌种,室内实验提高采收率34.3%,提高残余油采收率69.8%.     

抑制油井层间水窜的固井技术探析

油井存在油水互层时,油层和水层间具有良好的封隔效果是延长油井见水期的方法之一。Ｘ井位于新疆油田准噶尔盆地西北缘,其目的层石炭系地层裂缝发育、油水层交错且受边底水及注水井等因素的影响,油井完井投产后油井含水率上升快并形成水淹,油井产能迅速下降。为保证完井后水层和油层间的水泥石仍然具有良好的封隔效果,采用韧性膨胀防窜水泥浆体系进行固井。文章在室内测试了该水泥浆体系的密度、流变性和失水量等基本属性,并结合力学软件和室内试验,优化水泥石的力学参数。现场应用表明,该体系既能够确保油井的固井质量,同时又能满足完井施工后水泥石完整性和封隔性要求,具有良好的防窜性能,满足封隔油井层间水窜的要求。Ｘ井固井作业的成功为同类井确保完井后水泥石力学完整性提供借鉴。     

井下智能配产器测试模块结构优化及评价

为满足海上油田小井眼采油井精细分层采油的需求,研发了一套集流量控制和分层含水、流量测试为一体的井下智能配产器,并对其测试模块的结构进行了优化研究。采用数值模拟方法建立仿真模型,对测试模块的射频含水率测试通道、超声波流量测试通道尺寸进行了优化设计,根据优化结果加工配产器试验样机并进行试验评价。结构仿真优化结果表明,当含水率测试通道长度200 mm、管径26 mm,流量测试通道长度150 mm、管径15 mm时,能够满足测试需求并实现工具尺寸的最小化;样机试验评价结果表明,配产器流量测试范围10～300 m3/d、最大测试满量程误差3.97%,含水率测试范围0～100%、最大测试满量程误差5.5%,满足现场应用技术指标要求。     

川渝地区防漏堵漏智能辅助决策平台研究与应用

针对川渝地区井漏严重、井漏治理主要以经验为主、一次堵漏成功率低等问题,提出了采用大数据/人工智能技术,对漏失特征、裂缝性质进行大数据分析诊断,对正钻井漏失风险几率及漏失分布进行井漏预判,并智能推送防漏堵漏方案。为此,研发了基于大数据挖掘技术的防漏堵漏智能辅助决策平台。首先将大量已钻井漏失数据按聚类和关联规则算法进行自主聚类、关联、分析,同时根据挖掘出的规律对钻井漏失进行诊断,获取真实漏失关键参数,并对正钻井同一类井段的井漏倾向提出风险预测和预警,对堵漏施工提出针对性处理方案,从而提高防漏堵漏效果。使用防漏堵漏智能辅助决策平台对5口已完钻井和3口正钻井进行堵漏方案推送验证,其中推送方案与完钻井实际堵漏方案符合率60%,与正钻井实际堵漏方案符合率50%,表明推送的堵漏方案对实际堵漏方案制定具有一定的指导性。该软件在页岩气、高磨区块累计应用17井次,一次堵漏成功率达52.9%,未使用该软件时的一次堵漏成功率仅39.1%,取得了良好的应用效果。     

长庆油田低产井智能间抽技术发展与应用

“十三五”期间,长庆油田累计实施6.4万井次油井间抽作业,抽油泵效、系统效率等关键机采指标保持了低渗透油田较好水平。为了适应数字化转型、智能化发展趋势,克服油井传统人工间抽方式的局限性,在已有完备的物联网配套基础上,探索形成适用于长庆油田的智能间抽技术模式,以较低成本对间抽井进行集中管理和控制。研发油井间抽软件平台,实现油井生产制度确定、优化调整、启停控制、指标监控4个方面的智能化。间抽技术智能化促使间抽制度的制定依据更加合理,技术效果更加明显,同时降低了间抽作业对人工的依赖,降低了人力成本。     

超深断溶体油藏油井见水特征及生产制度优化——以塔里木盆地顺北油田Z井为例

为优化超深断溶体油藏油井见水后的生产制度,以塔里木盆地顺北油田Z井为例,利用油藏工程与数值模拟方法,结合动态和静态资料,分析油藏地质特征和油井见水特征,对比见水前后油井产能差异,计算水侵速度和动用储量,并利用数值模拟方法研究水窜特征,优化见水后油井的生产制度。结果表明,Z井流入动态曲线之所以呈上翘型,是因为降低井底流压或增大井底生产压差后流体存在高速流动,且超深断溶体油藏中有新的缝洞体开启,增加了新的流动通道,导致油井采油能力大幅度增加;油井一旦见水,日产油量急剧下降,油井产能损失大;Z井动用储量约为338×10⁴ t,底水侵入时间为2020年1月,水侵速度约为0.61×10⁴ m³/月,到2020年11月3日,Z井水锥位置距离初始油水界面约395 m,距离井底约131 m;推荐Z井合理生产制度为7 mm油嘴。矿场应用后日产油量由96 t增加至170 t,含水率控制在2.00%以内,达到较好效果。