井下流量实时计量与控制技术研究进展

在油田开发中,实时井下多相流量数据对油井的管理、产量优化有着重要的价值,井下流量测量能将已往地面流量的测量转移到井下,减少地面及平台设备的数量.实时采集井下有关数据的遥测与控制系统是集层间隔离、流量控制、机械采油、永久性监测和出砂控制为一体的智能综合系统,从地面实时地对单井多层段油、气生产或对多分支井中单分支井眼的油、气生产进行监测和控制,减少油井生产期间所需要的大量修井作业,从而使油层以较少的油井检修工作量而保持最高的采油水平.     

微弱弹性波信息传输方法研究

井下无电缆信息传输系统可以将油井内人们所关心的各种测量参数在没有电缆的情况下，及时、准确地传至地面，可以用于随钻测量、试油工具状态监测、射孔工具状态监测、抽油井动态监测等。文章介绍了一种利用连续弹性波和现代信号检测技术传输井下信息的方法。     

潜油电泵井分层配产技术

潜油电泵井电动分层配产技术是采油生产中重要的开发应用技术.潜油电泵井分层配产器测控系统由井下测试控制系统和地面操作系统两部分组成.在分层配产器的尾部密封安装了井下测控电路板；在地面控制计算机,通过信号耦合装置完成控制信号的耦合及测量信号的解耦,再通过动力电缆载波传递测控信号,从而进行实时监测与控制；同时在井下利用分层配产器对分层产量进行调节.潜油电泵井电动分层配产技术主要应用在分层配产与多层配产上,其采用的管柱结构是平衡式堵水管柱.     

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％。     

油田举升设备核心技术的开发

为使潜油电泵能够适应油井井况变化,降低作业费用,通常采用变频器驱动电潜泵,并通过井下监测装置实时上传的工况参数,井下泵的排量和扬程也会随之改变,同时与远程监测系统无缝连接,实现油井的数字化管理。分析了油田举升配套电气仪表产品的相关核心技术,包括变频驱动技术,井下信号检测与传输技术,地面数据远传传输技术,并结合互联网和专家系统开发的人工举升智能控制和故障诊断技术,这些技术对于延长举升设备寿命,提升设备运行效率具有重要作用。     

人工举升最新技术综述(Ⅱ)

介绍了美国WoodGroup等公司近年来对于电动潜油泵和其他人工举升作业的井下或地面系统开发的 15项新技术 ,包括井下油水分离器、电动潜油泵马达的控制与保护、变速驱动装置、改进马达的设计、运行寿命模拟仿真装置、电动潜油泵设计软件、电动潜油泵采油井的远程控制、动力系统监测、冲击控制与试验、螺杆泵和气举的监控与优化、变速控制器、现场数据采集系统、变频驱动系统谐波滤波器总成、水气交替注入控制、油井液面跟踪、抽油井和自喷井油套管的绝缘。     

智能技术优化油气生产

智能完井技术,就是利用永久式井下监测和流量控制设备连续监测和控制油井流动系统.目前,该技术在油气井和油藏动态管理中已得到广泛应用.智能井的应用大大超出了原来该技术的设计目的,无需采油修理作业及相关的费用,只需通过安装与地面连接的永久式井下监测和流量控制装置就可以实现测量和控制.除了这些优点之外,该技术还用于优化气举和电潜泵系统、防砂、油气层保护、气锥问题以及消除窜流等.本文对现有的智能技术进行了总结,描述了从数据获取到优化控制的生产优化工作流程,讨论了针对不同完井类型和泄油体积特征部署该工艺的有效方法.油田实例表明,智能完井的监测功能和控制功能可以独立应用.但是,如果监测和控制系统相互结合的话,智能系统的效率会得到极大的提高.监测可以直接引导控制方案,使控制结果生效.同样,井下监测需要使用控制系统,以便于监测系统识别的问题能得到恰当的处理.文章中提出的方法有助于实现智能完井技术价值的最大化.     

井下多相流测量中的问题

永久性井下多相监测（ＤＭＭ）在油田开发中有很多的优点，例如，在多分支井和水平井的开发增加了灵活性，可优化人工举升系统以及多产层井的监测，概述了永久性井下测量系统和地面及井下多相流量计（ＭＦＭ）的状况，分析了在井下多相监测遇到的如在测量点出现的实际流动条件，需要测量的量，传感器的设计要求，数据处理的要求及信号传输能力等问题。     

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。     

潜油电泵井试井工艺及分析方法探讨

探讨了利用潜油电泵下端连接的压力计、潜油电缆、潜油电泵变频驱动系统进行试井分析的可行性。通过潜油电泵井下现有的在线直读式压力测试装置，通过变频驱动系统改变油井产量，同时记录油井的压力变化，利用文中提供的试井分析方法求取油藏的地层参数及地层压力。利用该方法可及时掌握油井的生产动态，采取合理增产措施，制定合理的工作制度，以达到最佳开发效果。通过多井次的现场实例证实了该方法工艺上可行、解释方法准确有效。     

新型油管加热采油装置的技术分析

针对含蜡油井、高凝油井、稠油油井生产过程中的举升难题,研制了一种新型油管加热采油装置。该装置利用油井中的油管柱作热源体将电能转化为热能,加热油管内的液体。介绍了油管加热装置的工作原理及各部分的组成,并对地面供电电源、能量控制传输装置、井下绝缘隔离系统及井下发热电路等4部分从结构、原理、性能参数等方面进行了分析。该加热装置在胜利、辽河、大庆、新疆等油田的含蜡油井、高凝油井、稠油井应用200余井次,均取得良好效果。     

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。     

油井生产自动化监控系统

油井监控系统通常由各种传感器、控制阀、截止阀、RTU （远程监控系统的终端设备）和MTU （监控设备数据采集系统）等终端设备以及相应的系统软件组成。为了加快实现油田企业综合自动化的进程,要求对油田的自喷井、气举井和油电泵等单元进行监控并完成数据的采集。油井RTU对通讯系统和油田SCADA系统传输来的数据进行处理,传输的实时数据由油井的MTU进行计算,再把所得数据根据需要进行综合处理、存储和报表打印等。MTU可以针对油田的实际生产情况进一步系统优化油井自动化监控系统,从而发送适合的指令调节油嘴的开度并提高油田产量。油井的工作环境一般都处于高浓度盐、碱的液体中,因此要选择具有耐高温、防腐和防尘的油井监测装置。     

旋转导向钻井通讯与控制系统设计与软件开发

旋转导向是当前油气钻采井下工具导向控制的关键性技术,在长水平段水平井、大位移井、分支井等复杂井结构中应用广泛。钻井液脉冲为旋转导向钻井的主要通讯方式,其传输缓慢、有延迟、易误码等传输特性,使得对通讯编码和传输同步的要求更为严格。另外,为方便现场工程技术人员直观掌握导向头状态和井眼轨迹的控制情况,需要建立有效的地面监控系统。针对这些问题和旋转导向钻井工程中的具体情况,考虑指令传输时间短、井下识别准确率高的原则,设计了旋转导向系统上下位机的通讯协议,并给出下行控制指令编码方案;开发了相应的通讯与控制系统,可实现控制指令下传和钻井参数实时显示,解决了旋转导向钻井设备的软件系统集成问题。系统提供了实际旋转导向控制接口和地面测试接口,满足工程实际要求。     

新型井下遥测系统

美国哈里伯顿能源服务公司利用声波遥测系统 (ＡＴＳ)首次在荷兰海上一口油井进行数据采集。这种专利型测量系统通过采油油管以声波信号形式传送数据 ,不用电缆即可在地面监测到井下油层的数据信息 ,其主要用途是油井测试。遥测系统传感器组件是装置在油管内并且由油管传送到井下。这种靠电池供电的传感器组件以每 2ｍｉｎ间隔传输数据 ,可以连续工作 2 0ｄ。哈里伯顿能源服务公司声称 ,其新型井下遥测系统不用电缆传输 ,提高了数据传输的安全性 ,减少钻井时间 ,提高了工作效率。在荷兰海上油田Ｋ断块的Ｋ12— 16油井上进行首次油井测试。双…     

油井无缆声导测试新技术

油井无缆声导测试新技术运用声波传导的方法,利用油管作为传输介质,实现井下仪器与地面之间的无电缆信号传输,达到实时录取井下压力、温度变化数据的目的,解决了水平井、大斜度井、封隔器分采井及小井眼等井况常规压力计施工困难,录取资料难的问题,能够长期在井下工作,大大减少井上施工作业量.油井无缆声导测试系统具有井下长距离无电缆依据声波传导信息的功能,是试井技术上的重大技术突破.     

降低油井套管定压放气阀装置故障次数

对于套压高于回压的井,通过安装在井口的定压放气阀装置,将一部分套管气导入地面集输系统,使油井动液面控制在合理的范围,保证油井正常生产的同时,实现清洁生产。油井套管定压放气阀在使用过程中,会发生放气阀堵塞故障,针对此问题开展研究,对放气阀进行了设计,降低了放气阀故障次数,提高了套管气回收效率,满足了生产需要。     

可调式掺水装置的研制与应用

针对地面集输过程中采用联通闸门控制掺水量的方法存在现场难以精确调控水量和掺水量过大的问题,研制了一种套管控量掺水装置——可调式掺水装置。该装置通过套管控量掺水,在保证油井产量不降的前提下,提高油井井筒温度,降低原油凝固点和粘度,提高混合原油的流动速度,减轻油井抽油杆的载荷,减少抽油杆的断脱、油井井卡事故的发生和油井维修性作业次数,提高油井生产时率,降低生产成本。在安4012井进行掺水试验并连续生产103d,日增油0.7t,电动机运行电流由6.5A下降到5.5A。在安平5井和安平4井的应用,年累计增油分别为1132和170.5t,取得了良好的经济效益。     

油井无电缆传输测试工艺技术

油井无电缆传输测试工艺技术可解决无法实施常规测试方法录取动态生产资料的油井生产测试问题。该工艺技术在油井检泵作业施工期间进行，测试仪器和无电缆传输系统随泵下入井内，测试得到的数据转换为声波信号，沿油管传输到地面，被安装在井口的声波接收探头接收。通过数据处理与解释，得到该井目前生产状态下的动态资料，可实现油井长期、实时监测。经华北油田4口井现场试验，效果较好，为油田开发方案的制定提供了较为准确的资料。     

高温井下温压数据声传直读监测技术

针对稠油蒸汽驱、SAGD和火驱开发井下高温,现有电缆和高温测试仪器不能满足井下温度压力数据长期直读监测的问题,开发研制了高温井下温度压力数据声传直读监测技术,该技术将井下测试的温度压力数据经编码后,采用声传方式,通过生产管柱将信号传输至井口,井口信号采集器接收信号,经解码计算得到井下温度压力数据。现场应用5井次,结果表明,地面录取的温度压力数据与仪器存储数据一致,且对油井生产制度的调整起到了实时指导作用。该技术能够满足稠油热采井井下温压数据长期直读监测的需求,对油井生产动态分析和工作制度调整起到了重要指导作用,可有效提高油井开采效果。