智能完井综述

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智能钻完井技术研究现状及发展趋势

智能钻完井技术研究现状及发展趋势

智能钻完井技术研究现状及发展趋势目录1. 内容概览 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的 (4)1.3 研究方法 (5)2. 智能钻完井技术的发展历程 (6)2.1 早期钻井技术 (7)2.2 传统智能钻完井技术 (8)2.3 现代智能钻完井技术 (9)3. 智能钻完井技术的关键技术 (11)3.1 传感器技术 (12)3.1.1 地磁传感器 (13)3.1.2 地震传感器 (14)3.1.3 伽马射线传感器 (15)3.1.4 其他传感器 (17)3.2 数据采集与处理技术 (18)3.3 通信技术 (19)3.4 人工智能技术 (21)4. 智能钻完井技术的应用案例 (23)4.1 油气勘探开发 (24)4.2 煤炭开采 (25)4.3 水文地质勘查 (27)4.4 其他领域 (28)5. 智能钻完井技术的发展趋势 (29)5.1 深度学习在智能钻完井技术中的应用 (30)5.2 大数据在智能钻完井技术中的应用 (32)5.3 云计算在智能钻完井技术中的应用 (33)5.4 无人机在智能钻完井技术中的应用 (34)5.5 其他发展趋势 (36)6. 结论与展望 (37)6.1 主要研究成果总结 (39)6.2 存在问题与挑战 (40)6.3 进一步研究方向建议 (41)1. 内容概览旨在通过先进的自动化和人工智能能力,提高钻探效率和准确性,降低风险和环境影响。

现有的智能钻井系统通常集成有传感器、监测摄像头、大数据分析工具和自动化决策支持系统,以实时监控和预测钻井过程中可能遇到的问题。

智能技术首先依赖于一套监测和控制井口作业的传感器网络,传感器监测的数据包括了压力、温度、速度、振动水平、流体成分等多维度信息,这些数据在总线上实时共享,从而使操作团队能够及时调整策略,确保井控安全。

获取的数据通过高级算法进行分析,比如机器学习、深度学习及预测算法。

这些模型可以进行数据分析,预测井下的复杂情况,比如地层的潜在孔隙和水力断裂的可能性,并预警可能发生的事故。

控制自流注水的智能完井技术

控制自流注水的智能完井技术

控制自流注水的智能完井技术 编译:李庆(胜利石油管理局钻井工艺研究院)审校:王敏生(胜利石油管理局钻井工艺研究院) 摘要 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。

关键词 自流注水 智能井 完井装置油藏管理 油田应用DOI:1013969/j.iss n.10022641X12010131011 科威特西部Minagish和Umm Gudair油田分别于1958年和1962年开发。

两个油田的初始产层均位于白垩系早期的Minagish Oolite地层。

该地层为欠饱和碳酸盐岩,由沉积在海洋浅滩上的多孔粒状灰岩和泥粒灰岩组成。

最初40年,Minagish Oolite储层靠一次采油、注气和弱水驱生产含水低甚至不含水的石油。

20世纪80年代初期,油藏压力下降,井底流压不足以维持较高的自喷产量,采用潜油电泵增产,但油藏压力急剧下降。

为解决该问题,增加产量,需要一种能够替换从油藏中采出的石油容量并保持油藏压力的方法。

Zubair地层为一个主要的含水砂岩层,硬度适中,渗透率1~3D(1D=1102μm2,与Minagish 地层相比,具有区域大、构造隆起、压力高等特点。

将Zubair地层中的水自流注入Minagish Oo2 lite储层的技术首次试用于Minagish油田,后来又在Umm Gudair油田的一个边缘油井进行了先导试验。

智能完井技术

智能完井技术

智能完井是指能够采集、传输和 智能完井 分析井下产状、油藏产状和完井管 柱生产数据,并且能够根据油井生 产状况对油层进行遥控以提高能完井系统主要由以下四部分组成: (1)永久安装在井下的、间隔分布于整 个井筒中的井下温度、压力、流量、 位移、时间等传感器组 (2)能在地面遥控的井下装置 (3)可以获取井下信息的多站数据采集 和控制网络系统 (4)传输电缆或光缆
提高油田最终采收率 智 能 完 井 特 点 实时监测功能 地面遥控功能 便于油藏管理 节约生产成本
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4.智能完井的关键技术
(a)高温、高压、腐蚀性的井下环境中 长期稳定可靠的传感器和流量控制阀 (b)井下仪器的密封性 (c)处理滤清大量数据且能提供有用信 息的软件 (d)双向信息传输及接口技术
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(1)用无线通信代替原来的水力管 线来控制井下阀门。利用一个井下控制 模块(智能化)向每一个控制阀发射无 线指令,这样就可以将机械控制管线去 掉,而使每口智能井的分支井的数量以 及每口分支井中阀的数量在理论上不受 限制。
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机械控制管线或电缆去掉后的智能完 井的井下系统
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机械控制管线或电缆去掉后的智能完 井的井下系统
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自然气举:利用井下传感器和流量控制阀 来确保有足够适量的天然气通过套管环空进入 油管柱并将液体提升到地面。
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6.智能完井技术的发展方向
传统的智能完井技术的每个分支井 或产层都需要机械式控制线缆与井口相 连,控制线缆可以是水力的或电力的, 但其数量的上限,实际应用中一般是58根,这意味着在能够实现对每个分支 井或地层控制的前提下,现在的智能完 井技术最多只能对5-8口分支井或产层 进行完井。因此,智能完井技术还需向 以下方向发展。
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智能完井技术简介

智能完井技术简介

智能完井技术简介罗美娥(大庆油田采油工程研究院)智能完井作为一项新型的完井技术,正在得到人们指出,本世纪,石油工业将广泛采用智能技术进行井下管理和维护,二十年后,人类将可能在室内管理油田。

智能完井也可称作是井下永久监测控制系统,这个系统不仅能够实现多层同采,而且能够单独开采其中的某一层。

11智能完井技术简介智能完井实际上是一种多功能的系统完井方式,它允许操作者通过远程操作的完井系统来监测、控制和生产原油,这种操作系统在不起出油管的情况下,仅需一台地面调制解调器和一台个人专用计算机就能随时重新配置井身结构,它还可以进行连续、实时的油层管理,采集实时的井下压力和温度等参数。

智能完井一般包括以下几部分:井下信息收集传感系统;井下生产控制系统;井下数据传输系统;地面数据收集、分析和反馈控制系统。

井下信息收集传感系统主要由多种传感器构成,其中多相流流量测量采用普通传感器;井下温度和压力的测量采用光纤传感器;井筒和油藏中流体的粘度、组分、相对密度的评估采用微电子传感器。

井下生产控制系统主要由电缆操作和水力操作两种。

其中最简单的是井下节流阀,它可以在油藏中调整各层段之间的产量,是最直接控制井下流量的工具。

智能井的节流器可以遥控操作,比原有完井方法有了很大提高。

过去由于工具的耐用性和高压等因素限制,使得液压控制占据了主导地位,目前斯伦贝谢公司已开发研制出全电子控制井下操作系统。

井下数据传输系统是连接井下工具与地面计算机的纽带,这种传输系统能将井下数据和控制信号,通过永久安装的井下电缆中专用的双铰线,在井下与地面间进行数据传输,传输的数据即使在有井下电潜泵存在的情况下,信号也不会受影响。

地面数据收集、分析和反馈系统包括一台计算机和分析数据用的软件包。

计算机用来收集和储存生产数据;分析数据的软件包帮助使用者对数据进行分析,有利于使用者做出最佳决策。

21智能完井的优点及适用条件作为一项新型的完井技术,智能完井与常规完井技术相比技术优势突出,主要表现在以下几个方面。

智能完井技术综述

智能完井技术综述

on
the international
plane and its fu—
development potential.
Key
Words:Intelligent Well Completion System;Transducer;Majorization of Oil
Deposit;Applica—
tion
技术发展的机遇与挑战[刀.石油地质与工
程,2009,23(2):76---79.
№]
曲从锋,王兆会,袁进平.智能完井的发展现状
和趋势[J].国外油田工程,2010,26(7):28~
31.
Summary of Intelligent Well Completion Technology
丁【,Man
(College of Petroleum Engineering,Yangtze University)
以钻穿多个储层。@油井的自动优化及自动控制井 和处理设施。④设计过程基于最佳系统而非组件.即 井下海底生产设备同地面设备与基本设施实现良好 的匹配。@可靠性大于95%,安装后的有效工作寿命
为10年。 4结语
囝2
InCharge系统
目前国外油田智能完井设备生产商有油井动态 公司(WellDynamics)、斯伦贝谢(Schlum berger)公 司、贝克石油工具公司(Baker oil tools)、森萨公司 (Sensa)等。他们提供的产品与服务有简单的水利控 制阀、井下数据采集和流量管理系统、地面控制与敬 据连接、无级控制阀等。至今全世界已安装了100多 套智能完井系统,并且每年正以30%的速度增长。但 现今智能完井技术最完善和最齐全的是WellDy— namics公司。WellDynamics公司是H allit Burton 专门用于研发智能井系统的子公司,在1997年就推

智能完井技术发展概述

智能完井技术发展概述

设 计 出一 种能 提供 监测 和控 制 功能 的高 水平 智 能系统 。 在初 期 阶段 , 智 能完 井井下液 流控制 装置是 基于常 规的 电缆起下 滑套 阀的
工作机 理 而设计 的 。 这 种阀 的构 造设计 具备 了井 下开 关和 变位 节流 功能 , 这 些 功 能一 般都 采用 液压 、 电力 或 电动液压 激活 系统 来完 成 , 而后进 行 的新 技术 开 发工作 促成 了具 有抗 冲蚀 功 能节流 装置 的 问世 , 并且 其结 构可 耐高 的压差 , 除
发展 、 智 能控 制 系统 的成功 运用 以及各 种 永久性 置人 传感 器可 靠性 的提 高 , 经 营者开 始 考虑对 井 筒流 体进 行直 接控 制 , 以便获 得更 大 的商业 利润 , 这 就要 求
现在 已投入 应用 的智 能完井 系统 采用 了监 测与 流量控 制设备 之间 的 闭环 链 接技 术 , 通过将 油 藏状态 传感 器得 到 的数据 , 同油 藏模 拟分 析得 到的 数据进 行对 比分析 , 然后 来 改进与 完善 智能 完井 系统 , 这就 意 味着现 有 的智能 完井 系
1 .概 述
4 .智 能完 井 系统 的主 要功 能及 其技 术优 点
智能 完井 系统 被称 作是 井下永 久 监测控 制 系统 , 它是一 种 能够 采集 、 传 输 和 分析 井 下生产 状态 、 油藏状 态和 整体 完井 管柱 生产 数据 等资料 , 并且 能够 根 据 油井 生产 情 况 , 以远程 控 制的方 式及 时对 油层 进行 监测控 制 的完井 系 统。 通 过在 油气 生产井 或注 入井 中安装 的各种 传感器 如温度 、 压力、 流量等 , 实 时动态
学、 更 简化 地管 理 非均质 油 藏 。 ( 3 ) 消除了 关井 时横 向流 动的影 响 , 可 以进行 每个产 层地压力 升 降分析 ; 消 除 了多层合 采混合 流动分析 所引 起的误差 , 更容易进 行物质 平衡 计算且更 加精

智能完井技术发展现状与前景分析 蔡东兴

智能完井技术发展现状与前景分析 蔡东兴

智能完井技术发展现状与前景分析蔡东兴发表时间:2020-07-22T16:46:12.163Z 来源:建筑模拟2020年第6期作者:蔡东兴[导读] 智能完井是将分层传感器和流量遥控装置直接下放到底层油层,通过远程调节井下流量控制器的开度来控制多个油层或流体。

通过井下压力、温度、流量的实时监测,为油藏优化管理提供依据,实现油井生产的实时优化,最终提高油田的采收率和优化产量。

特别是在作业成本较高的海底井和深井,对油井进行分层、多层开采等,以进一步提高油井的生产管理水平,延长油井的生产寿命,实现经济效益最大化。

通过实时监测,智能完井技术可以提前对储中海油田服务股份有限公司油田生产事业部完井中心天津市 300459摘要:智能完井是将分层传感器和流量遥控装置直接下放到底层油层,通过远程调节井下流量控制器的开度来控制多个油层或流体。

通过井下压力、温度、流量的实时监测,为油藏优化管理提供依据,实现油井生产的实时优化,最终提高油田的采收率和优化产量。

特别是在作业成本较高的海底井和深井,对油井进行分层、多层开采等,以进一步提高油井的生产管理水平,延长油井的生产寿命,实现经济效益最大化。

通过实时监测,智能完井技术可以提前对储层能量进行干预,最大限度地减少修井次数和成本。

关键词:智能完井;井下流量控制器引言:智能完井技术的实质是集井下监测、层间流体控制和智能油藏管理技术于一体的油藏监控技术。

智能完井系统一般由井下信息采集与传感系统、井下生产控制系统、井下数据传输系统、地面数据采集分析与反馈控制系统组成。

井下控制阀是井下生产控制系统中最简单的执行机构。

它可以调节储层不同剖面间的产量,直接控制井下流量。

1智能完井控制系统智能井作为修井作业的一种替代技术,已发展成为集油藏优化与管理为一体的技术。

智能完井实时监测井下生产状况,并将采集的数据反馈给储层。

地面控制系统根据油井生产情况,智能调整目标层滑套开度,实现油井稳定生产,使测量更加准确,油井管理更加科学。

智能完井综述

智能完井综述

智能完井综述摘要智能完井技术是石油工业近年来发展起来的一项新技术。

详细介绍了智能完井的概念、发展历程以及系统标准,并通过列举智能完井在流量控制及生产优化方面的优点来阐明智能完井技术如何实现优化油藏管理,提高采收率。

引言油气工业在完井方面努力追求能对油气井实现远程监控的目的,要实现这一目标通常需要采用“智能完井”。

近年来,智能完井技术发展迅速,且在提高采收率和加速油田开发方面都见到了一定的成效。

智能完井节约了修井成本,特别是在多支井、海上油井及无人管理平台油井见到了较好的投资回报。

由于智能完井装置在油田应用效果较好,因此,该项技术的应用将更加广泛。

到目前为止,智能完井装置约安装了200套。

2002年—2003年间,以每年50~75套的速度增加。

随着该技术在油田应用中被普遍认可,智能完井装置每年的安装数量还将增加。

智能完井的概念如图1所示,我们可将智能完井定义为“一套能集输原油,并对油井生产、油藏动态及完井综合数据进行分析,然后对油藏及油井生产动态进行远程控制的系统。

”值得注意的是,目前,智能完井还未涉及到对油井进行自动控制或优化,但是可以通过人工向油井发送命令。

无需对油井进行常规的修井作业,通过远程完井监控就能完成井筒内和井筒附近数据的采集。

远程完井控制是指将指令传送到油井,用于改变一个或多个流动控制部件的位置或状态。

通常,在保证油井安全且生产成本最低的情况下,采用智能完井能优化生产,最大限度地提高采收率和投资效率。

目前,智能完井系统的种类较多。

虽然已成功地安装了电动、电动-液压、光学-液压完井系统,但液压动力系统仍占主导地位。

智能完井技术的发展历程20世纪80年代末,通常只限于对采油树和油嘴附近的地面传感器进行远程监控,对地下安全阀进行远程液压控制,对采油树阀门进行液压或电-液压控制。

最初利用计算机辅助生产主要体现在两个方面:一是对采油树附近的油嘴进行远程控制,实现气举井生产优化。

二是对抽油机井进行监控。

浅析智能完井技术及应用

浅析智能完井技术及应用

浅析智能完井技术及应用摘要:石油一直以来都是一个国家的重要战略物资,也是我国目前主要的能源形式之一,对促进我国经济快速发展起到极其重要的作用。

但是在目前经济快速发展以及石油需求量不断增加的形势下,由于石油属于不可再生资源,所以需要在不断增加石油开采量来满足人们日益增长的石油能源需求的同时,也应该通过相应的开采技术控制来降低对石油的浪费以及开采成本。

这就需要在采油工程的开端以及钻井工程中对完井技术进行合理利用。

关键词:智能完井技术;应用引言智能完井技术能够实现油气开采过程进行监测,分析优化井下各项参数,快速了解油藏状态,提高国内油气开采质量和开采效率。

本文阐述了智能完井技术的研究背景,详细说明了智能完井技术的内容以及智能完井系统的组成,包括井下生产流体控制系统、井下动态监测及信息传输系统和地面远程操控系统。

结合现场应用情况,表明智能完井技术具有明显优势,为以后国内应用智能完井技术具有一定参考价值。

一、智能完井技术及特点近年来,我国经济快速发展,石油需求量日益增多,对提高石油采收率、保持油田高产稳产提出了更高的要求。

为了提高油藏采收率,增大单井产量,同时考虑到开发成本,大位移井、水平井等技术在油田开发中得到广泛应用。

但我国多为非均质低渗油藏,储层构造复杂、裂缝发育,目前常规的完井技术无法实现井下生产状态的实时监测和控制,最佳开采效果较难实现,因此智能完井技术越来越受国内外石油企业的关注。

智能完井技术是一种将机电一体化与完井技术有机结合的现代化完井技术,利用传感器对井下生产状态进行有关检测,实时采集和监测井下参数,观察油井生产状况,通过流量控制阀等对井下进行远程操控,对油层实施作业,并对采集的参数数据进行分析,模拟井下状态,并制定出最佳的开采方案,实时调整油井产量。

智能完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完井技术。

现在,智能完井技术可以提供连续监测井下动态,适用于海底油井、高度非均质油藏井、深水井、多分支井等。

智能完井永久型井下传感系统现状综述

智能完井永久型井下传感系统现状综述

正常工作 5 年以上的集成电路,后来这种集成电路
被广泛应用于井下永久型测量仪和航空燃气涡轮发
动机中。 同年,巴西石油公司在海上深井和超深井
方面的技术革新,启动了全电子智能完井系统的研
究。 到 2003 年 8 月 3 日,由巴西石油公司和贝克石
油工具公司联合安装完成的世界上第一口全电子海
底深水井智能完井系统,标志着全电子智能完井系
2012 年第 6 期
安徽电子信息职业技术学院学报
No.6 2012
第 11 卷穴总第 63 期雪 JOURNALOF ANHUI VOCATIONAL COLLEGE OF ELECTRONICS & INFORMATION TECHNOLOGY General No.63 Vol.11
眼文章编号演 1671-802X穴2012雪06-0051-04
统技术开始逐步走向成熟,在其安装后不到一年的
时间里,该系统以其较好的可靠性逐步获得了越来
越多的用户的接受。 目前斯伦贝谢公司和贝克石油
工具公司也已各自开发研制出自己的全电子控制井
下操作系统。
二、国外现状
井下光纤传感系统能提供连续、高精度、高可靠
性的实时数据测量。 在过去几年中,永久井下光纤
52 XUEBAO
动,并且没有井下电子线路、体积小等特点,特别适
用于油井下的长期连续监测,近年,新一代油气井光
纤监控系统使用了光纤布拉格光栅技术, 在测量波
长时环境的变化造成了测量结果的不规则波动,因
绝对波长与光源强度或振幅毫不相关, 排除了连接
点损失问题。布拉格光栅传感器不受电磁干扰,比较
稳定,耐高温,并且可以用于高辐射环境。 但同时由
感器技术。
但是由于光纤传感器的成本较高,人们并没有

智能井技术

智能井技术

智能井技术(一)智能井技术概况智能井是通过安装井下设备,实施远程监控油井流量和油藏动态的系统,它将油井结构与完井方式合为一体,正在发展成为一种具有一定人工智能的智能化完井体系。

该系统可以通过控制油层的流动特性来恢复油层能量,延迟地层水侵入采油层段,增加油、气产量,特别适用于调整井和修理费用高或复杂环境下的油井,如海上油井、深水油井、多分支井、水平延伸井等。

从1997年投入应用以来,在国外得到了迅猛的发展,取得了令人瞩目的成绩。

智能井系统由三部分组成:井下信息传感系统、井下流动控制系统、油井优化开采系统。

智能完井系统(ICS)结构框图见图1所示。

图1智能完井系统的结构框图井下信息传感系统:井下信息传感系统负责井下信息的收集,并把这些信息在地面上直观的反映出来。

该系统主要包括以下三个部分:井下传感器组,数据传输通道,地面监测系统。

井下传感器组是永久安装在井下、间隔分布于整个井筒中的,包括温度、压力、流量、粘度、组分等多种传感器组,以及未来要发展的井下三维可视系统,目前常用的传感器主要分为新型光纤传感器和常规电子传感器。

由于光纤传感器具有数据传输速度快、耐高温、无源、化学反应呈惰性、性质稳定且不受电磁辐射干扰的优点,与电子传感器相比,其稳定性和可靠性大为提高,因此在井下测试中越来越受到青睐。

数据传输通道的主要任务是担负地面监控系统和井下传感器及执行器之间的通信,把井下传感器测量的各种信号传输给地面监测系统,这种通道主要是电缆和光缆。

地面监测系统的主要任务是配合井下传感器完成测量和存储井下数据,并对数据进行分析,判断井下发生的各种情况,绘制各种与生产相关的图表,最终把这些数据和分析结果传送给油井优化开采系统。

地面监测系统包括硬件设备和软件系统。

地面硬件设备主要指用于传感器的地面设备,例如光纤传感器的光源、光电探测器、光调制机构和信号处理器等。

软件包括测量软件、存储软件、分析软件等。

井下流动控制系统:井下流动控制系统是智能井系统实施优化生产的执行系统。

智能完井技术简介

智能完井技术简介

智能完井技术简介(胜利石油工程有限公司钻井工程技术公司山东东营257000 )摘要:智能完井技术是一种新型的完井技术,是目前最有发展潜力的技术。

文章通过对智能完井技术进行简介,以及它的优势,和在胜利油田的应用展望进行阐述。

关键词:石油,智能完井,胜利油田智能完井是一项新型的完井技术,越来越被石油行业关注。

国内外专家认为,石油行业有希望在几年后普及智能技术,来对管理以及维护油井,甚至在十几年之后可以达到人在室内就能够对整个油田就行管理。

智能完井就是这种技术,它可以对井下进行永久性的监测以及实时控制,可以多油层同时进行开采,也可以只开采其中某一个油层,可以极大的提高生产率。

1.智能完井技术简介智能完井技术不同于以往的完井技术,它是一种系统的完井方法,操作者可以远程控制这种技术进行监测井底情况,控制井底压力以及控制原油的生产,这种技术不需要把油管起出,只需要一台PC机以及一个地面调解器就足够了,可以随时对井身结构进行配置以达到最优化效果,此外能够24 小时实时的对油层进行管理以及获取井下温度和压力等资料。

智能完井通常由三大部分组成:(1)在井下安装的永久传感器组,这些传感器组在井筒中合理进行分配,可以监测井下的压力、温度等参数。

(2)可以在地面对井下的状态进行控制的装置。

像可以进行遥控的井下分割器、封隔器,可以对油层之间进行控制的阀门,控制井下安装的节流器的开关等。

(3)井下数据实时采集和控制系统,这个系统可以对井下的信息实时的收集反馈到地面并根据信息进行一系列的操作。

2.智能完井优点智能完井是一种新型的完井技术,与常规的完井技术对比,优势明显,由以下几个方面可以看出。

(1)智能完井可以在地面进行遥控,管理非常方便,特别适合在一些偏远地方使用,比如沙漠,山区或者海上的油田。

因为使用智能完井技术在地面上就可以对控制阀流入的位置进行识别,而且还可以不进行关井,只需要在地面上进行操作控制,就能够完成选择性的打开或者关闭所需要的油层,从而对井身结构进行重新配制。

智能完井技术发展现状与前景分析

智能完井技术发展现状与前景分析

智能完井技术发展现状与前景分析摘要:当前我国油田开采过程中逐渐引入了智能完井技术,在该技术的应用过程中可以对油田开采的所有数据进行智能化的采集、处理以及控制,实现对油井状态实时监测与控制的目标。

本文将详细探讨智能完井技术的发展现状、应用功能优势以及发展前景,为油气田企业开采效率提供一定建议。

关键词:智能完井技术;数据采集;智能化控制智能完井技术在石油开采工业中得到了广泛的应用,对推动石油行业健康、长久地发展起着非常重要的现实意义。

智能完井技术对石油开采的质量、产量以及效率等都具有较大的影响,采用该技术可以确保石油企业能够最大程度的实现产量目标以及经济效益目标,因此石油企业需要重视该技术的发展现状以及前景。

1智能完井技术系统智能完井技术系统主要就是在完井管柱内设置传感器以及可遥控装置,利用远程控制系统对油气井进行自动控制与处理,该系统的运用可以安全的完成油气井下的生产情况、油藏情况、完井管柱生产活动的所有数据信息收集、传输以及分析处理等工作。

在该技术系统应用中,需要在油藏的表面区域设置传感器与控制阀门,实现一井多用开采效率目标,还可以实现同时采集数据信息与作业的预期目标。

开采人员在地面进行作业的时候,可以在单井多层、多分支、注入操作等方式中随意进入,对在计算机网络上可以对所有的油层层面流动情况进行实时的监测与控制,对水气层进行及时的隔离,有效防止出现串流现象[1]。

智能完井技术系统主要包括四个模块,第一个是井下信息采集传感系统,包括各种各样的传感器装置;第二个是井下流体控制系统,包括水力操作系统、电缆操作系统;第三个是数据传输系统,该系统的主要功能就是将井下作业与计算机网络进行有效的连接,其传输管道需要采用双绞线进行井下电缆的安装,这种安装工程一般是永久性的安装;第四个是地面数据采集系统,主要对地面上的数据进行管理、加工以及整合,为开采人员提供科学的决策依据。

2智能完井技术应用的优势首先,有利于提升是有的开采效率。

智能完井

智能完井

智能完井它具有提高油田最终采收率、实时监测、地面遥控、便于油藏管理、节约生产成本等优势[1]。

在未来很长一段时期里,智能完井技术研究开发的重点仍然将是通过模拟、计量和控制井下发生的情况来优化生产。

ICD完井技术研究开始于1994至1997年之间,第一口智能井成功应用于北海的Saga Snorre油田[2]。

随着技术的发展,该技术的应用也越来越普遍。

国外的一些老牌石油服务公司如WellDynamics,Schulumberger,Baker,BJ Service 等都有较为成熟的ICD完井技术。

下面是一些国外应用ICD完井技术的实例。

如何有效的控制底水的脊进是摆在油藏工作者面前的又一个重要课题。

而水平井控水完井的基本思路是调整流入剖面和分段控制,改善水平井的水淹模式以有利于提高水平井控制油藏的采收率[2]。

在智能完井技术范畴中,使用井下流入控制设备进行控水是近年发展起来的一项新技术,目前智能井井下流入主要的控制设备有两大类:ICV和ICD。

ICD作为一项新型的完井技术研究开始于1994至1997年之间,目前在国外得到迅速发展,在世界范围内已经有数百口井成功应用该项技术。

它在多层油藏、微裂缝油藏、高渗透非均质油藏和河流相油藏中都有应用并取得了较好的效果。

第一口智能井成功应用于北海的Saga Snorre油田。

随着技术的发展,该技术的应用也越来越普遍。

国外的一些老牌石油服务公司如WellDynamics,Schulumberger,Baker,BJ Service等都有较为成熟的ICD完井技术。

下面是一些国外应用ICD完井技术的实例。

Saeed M.Al.Mubarak于2008年讨论了ICD类型、数量和位置以及各位置的油嘴打开程度对产能的影响[3]。

2008年Garcia Gonzalo等通过流动试验[4],确定压降系数K;用七个参数表征ICD的几何形状;再通过试验特征曲线(压降—流速曲线)采用外推法得到这七个参数,从而得到各种类型ICD的流动特征方程。

智能完井技术

智能完井技术

智能完井技术介绍了当今世界上⼀项新的⽯油技术成果—智能完井。

它作为⼀项新型的完井技术,对⽯油开采提供了⼀种更智能化、更灵活的管理,因此正受到⼈们越来越多的关注。

有些国外专家曾指出,本世纪的⽯油⼯业将⼴泛应⽤智能技术进⾏井下管理和维护。

智能完井在井下引⼊永久监测控制系统,它不仅能够实现多层同采,也能单独开采其中的某⼀层,具有采集、传输及分析井眼⽣产数据、油藏数据和全井⽣产链数据能⼒,以远程控制⽅式改善对油藏动态和⽣产动态的监控。

⽬前,智能完井技术在国外已经应⽤到⽔平井、⼤位移井、分枝井、边远井和⽔下采油树井及多层采油井和注⽔井。

从技术⾓度讲,采⽤智能完井技术可以实时获得⽣产信息,提⾼了井下数据信息的采集质量。

测控新技术以国防及⼯业领域中的测试测量与控制技术为核⼼,涉及多个学科领域,如计算机技术、电⼦技术、⾃动控制技术、传感器及仪表技术、⽹络与通信技术、⾃动测试技术和虚拟与仿真技术等。

通过遥控预制在井下的⽓举阀和⽣产节流器,在地⾯就可以调节各⽣产(注⼊)井段的流量,这种实时的井下测量控制,可以调整⽣产剖⾯,达到优化⽣产的⽬的。

从经济效益的⾓度讲,通过把⽣产测井,井下(⼲扰)作业的需要减⾄最少,可以减少操作费⽤和风险性并且增加安全性。

智能完井的定义智能完井技术其实质是油藏监测和控制技术(RMC),它是集井下监测,层段流体控制和智能化的油藏管理技术为⼀体。

在多层段井、多分⽀井和⽔平井中,应⽤智能完井技术可以实现以下的主要功能:(1)优化注采⽅案,(2)提⾼油藏的开发效果,(3)获得更⾼的采收率,(4)减少开发和作业施⼯成本。

采⽤智能完井技术的最终⽬标是提⾼油藏的驱替效率和采收率。

智能完井系统现状⽬前,智能井正在发展成为⼀种具有⼀定智⼒的智能化完井体系。

⼈们称它为“智能完井”、或智能井系统。

由于智能井在油井结构与完井⽅⾯已成为⼀体,所以完井后,⼈们可以遥控安装在油层中的智能测量控制设备,根据油井情况灵活控制各油层的流量,在地⾯对井下各产层的流量、压⼒和温度进⾏实时监控,它已成为油藏管理的得⼒助⼿。

智能完井综述

智能完井综述

智能完井综述摘要:智能完井作为一种年轻的完井技术,是技术上的一种创新,同时也是对过去宝贵的完井理论和经验的荟萃和继承。

本文从智能完井理念入手,调研总结了国内外的智能完井技术。

通过对比分析,提出了智能完井系统的技术难点和发展趋势。

特别地,为我国的智能完井技术发展指明了方向。

引言:智能完井最重要的作用就是改善油藏管理。

在避免由不同地层压力导致窜流这一情况下,智能完井能够在一个井眼内独立控制多个储层的开采量,使一口井同时独立开采多个油层成为可能。

智能完井另一个重要的作用在于节省物理修井时间。

在多油层、多分支井的开采后期,由于某个油层(井眼)的含水率升高而导致整个井的产量下降。

而智能完井则是通过远程控制关闭或节流含水率较高的油层(井眼),更加方便快捷地重新分配各油层(井眼)的产量,避免了针对该水层的修井作业。

尤其是在滩海和深海平台上,由于作业时间限制和修井费用昂贵,更能体现出智能完井系统的优越性。

1 智能完井系统的概念智能完井技术其实质是油藏监测和控制技术,主要是为了控制气、水和油窜。

随着技术的不断提高,智能完井技术已经能够提供连续监测井下动态。

适用于海底油井智能完井技术,高度非均质油藏井、深水井、多分支井、多储混合井的横向延伸井下油水分离及处理,它集井下监测,层段流体控制和智能化的油藏管理技术为一体。

2 智能完井技术的发展历史20世纪80年代末,智能完井技术通常只限于对采油树和油嘴附近的地面传感器进行远程监控、对地下安全阀进行远程液压控制、对采油树阀门进行液压或电动液压控制。

最初利用计算机辅助生产主要两个方面:一是对采油树附近的油嘴进行远程控制,实现气举井生产优化;二是抽油机井进行监控。

随着该技术的发展和智能控制系统的成功运用以及各种永久性置入传感器可靠性的提高,经营者开始考虑对井筒流体进行直接控制,以便获得更大的商业利润,这就要求设计出一种能提供检测和控制功能的高水平智能系统。

在初期阶段,智能完井井下液流控制装置是基于常规的电缆起下滑套阀的工作机理而设计的。

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智能完井综述摘要:智能完井作为一种年轻的完井技术,是技术上的一种创新,同时也是对过去宝贵的完井理论和经验的荟萃和继承。

本文从智能完井理念入手,调研总结了国内外的智能完井技术。

通过对比分析,提出了智能完井系统的技术难点和发展趋势。

特别地,为我国的智能完井技术发展指明了方向。

引言:智能完井最重要的作用就是改善油藏管理。

在避免由不同地层压力导致窜流这一情况下,智能完井能够在一个井眼内独立控制多个储层的开采量,使一口井同时独立开采多个油层成为可能。

智能完井另一个重要的作用在于节省物理修井时间。

在多油层、多分支井的开采后期,由于某个油层(井眼)的含水率升高而导致整个井的产量下降。

而智能完井则是通过远程控制关闭或节流含水率较高的油层(井眼),更加方便快捷地重新分配各油层(井眼)的产量,避免了针对该水层的修井作业。

尤其是在滩海和深海平台上,由于作业时间限制和修井费用昂贵,更能体现出智能完井系统的优越性。

1 智能完井系统的概念智能完井技术其实质是油藏监测和控制技术,主要是为了控制气、水和油窜。

随着技术的不断提高,智能完井技术已经能够提供连续监测井下动态。

适用于海底油井智能完井技术,高度非均质油藏井、深水井、多分支井、多储混合井的横向延伸井下油水分离及处理,它集井下监测,层段流体控制和智能化的油藏管理技术为一体。

2 智能完井技术的发展历史20世纪80年代末,智能完井技术通常只限于对采油树和油嘴附近的地面传感器进行远程监控、对地下安全阀进行远程液压控制、对采油树阀门进行液压或电动液压控制。

最初利用计算机辅助生产主要两个方面:一是对采油树附近的油嘴进行远程控制,实现气举井生产优化;二是抽油机井进行监控。

随着该技术的发展和智能控制系统的成功运用以及各种永久性置入传感器可靠性的提高,经营者开始考虑对井筒流体进行直接控制,以便获得更大的商业利润,这就要求设计出一种能提供检测和控制功能的高水平智能系统。

在初期阶段,智能完井井下液流控制装置是基于常规的电缆起下滑套阀的工作机理而设计的。

这种阀的构造设计具备了井下开关和变位节流功能,这些功能一般均采用液压、电力或电动液压激活系统来完成,而后进行的新技术开发工作促成了具有抗冲蚀功能节流装置的问世,并且其结构可耐高的压差,除此之外,还开发了基于常规井下安全阀技术研究的其他装置,以及可用于井下生产管柱开关的球阀等[21]。

在90年代后期,bakerhughes、schlumberger、ABB和Roxar等几家公司都开发了对井下进行监控的智能完井技术。

1997年BakeroilTools和schlumberger 公司联合开发了电子智能流量控制系统,称为“InCharge”。

BakeroilTools还单独在Baker自己的CM滑套的基础上研制了一个水力操作系统,称为“InForce”。

这两种系统于1999年和2000年在巴西的Roncador油田和挪威的Snohe油田得到了现场应用。

目前有三种智能完井系统:全电子智能元件系统、光纤传感器的水力系统和具有电子永久性井下参数测量仪的水力系统。

全电子智能完井系统采用电子传感器,结合电动滑套开关,每个滑套开关或智能生产调节器都采用一种无级可调油嘴,连接到电动机和井下参数测量仪上。

而井下的动力电和数字信息传输都是通过用环氧树脂充填的绞织双线接头提供给智能生产调节器的。

为了精确控制流量,在选好了智能生产调节器之后,由井下电动马达驱动调节阀,可以使调节阀的位置开启到任意角度,实现井下流量的无级调节。

而后面两种水力控制的智能完井系统依靠电子和液压传感器驱动井下滑套开关,每个水力操作滑套由地面的两条水力管道驱动,靠滑套依靠压力响应打开或关闭,水力滑套开关则由地面的两个水力管线控制。

地面控制器可控制滑套,遥控操作井下开关,还可控制油嘴和水嘴。

其中,由于光纤传感器具有分布式测量能力,可以测量被测量空间的空间分布,给出剖面信息,所以光纤传感器的水力系统能够让传感器更准确地进行井下各种参数的采集和监测,并且它可单独地采用水力滑套实现分层开采,使其互不干涉。

3 智能完井国内外发展现状3.1 国外现状BakerHughes、Schlumberger、ABB和Roxar等公司在上个世纪90年代就已经开发了对井下进行监控的智能完井技术。

这些技术得到了很多的现场应用,随着科技的逐渐进步,认识的不断加深,已经有很多成功的产品推出。

例如SmartWell、InCharge、InForce、Scrams、Weatherford的光纤技术和TAM公司的穿线式自膨胀封隔器技术等。

自1997年8月世界第一口智能井在北海snorre油田成功安装以来,国外对智能井技术的研究与应用已有十多年的历史。

且多为石油公司与高校及科研机构联合研究,研发出了一系列装置、软件与系统。

测量系统:(1)井下压力监测:哈里伯顿公司的EZ-Gauge毛细管测压系统、加拿大先锋石油公司的PDMS永久井下压力检测系统、美国WTS公司PR300系列存储式电子压力计等。

(2)井下温度测量:拉曼反向散射分布式温度传感器DTS、英国Sensornet 公司的Sentinel-DTS分布式温度测量系统、斯伦贝谢公司的Sensa光纤监测系统、哈里伯顿公司的OptologDTS技术等。

(3)井下多相流量测量:威德福公司的光学流量计、斯伦贝谢公司的Phase- Watcher Vx多相流量计、哈里伯顿公司的FastQ多相流量计等。

(4)物性测量:井间电磁成像技术等地面分析决策系统(1)信号处理技术:Promore公司的ESIA传感器隔离算法、多传感器数据融合技术(随机类方法:加权平均法、卡尔曼滤波算法、多贝叶斯估计、Dempster-Shafer证据推理等。

人工智能类方法:模糊逻辑轮、神经网络、粗集理论、专家系统等)。

(2)控制模式:闭环控制技术、实时优化控制技术、系统辨识和实时模型参数最优估计理论、用克雷洛夫子空间投影法和状态空间正交分解法对高维模型进行降维处理。

(3)实时分析与优化软件:斯伦贝谢公司的Decide及兰德马克公司Decision-Space和Production系列软件。

井下生产控制系统(1)控制系统:WellDynamics公司的SCRAMS、DiditalHydralics DirectHydralics,贝克石油工具公司的InForce和InCharge系统,斯伦贝谢的RMC 系统等。

(2)井下控制装置:WellDynamics公司的CC-ICV和HC-ICV(全开全关流入控制阀)、IV-ICV(精细可调流入控制阀)、MCC-ICV(步长式流入控制阀),贝克石油工具公司的HCM-Plus滑套(全开全关)、HCM-A(可调式)等。

3.2 国内现状我国的智能完井技术由于起步较晚,还处于研究阶段,完整的智能完井技术仍属空白。

虽然国内目前还没有成型的智能完井系统,但在智能井技术方面已经有一些探索,与智能完井技术近似的技术主要是分层开采和一些初步的滑套开关等技术。

1994年河南石油勘探局采油工艺研究所和采油厂共同开发研制了3种分层采油的混出泵及管柱,并成功地应用于油田生产。

大庆油田在上世纪60年代开发实践过程中就形成了一整套分层采油技术,并已在各油田推广使用。

经过多年研究,分层开采、分层注水技术在各油田已普遍使用。

而初步的滑套技术,从上世纪90年代才开始研究使用。

1998年胜利油田联合北京航天航空大学开展DTS技术研究报告。

“九五”期间,在国家自然基金的资助下,西安石油大学与中国科学院西安光机所、南开大学合作,在国内首先开展了光纤Bragg光栅用于油气井井下压力、温度测量的研究工作,从理论和实验两方面验证了这一技术的可行性。

胜利油田研制出了性能良好的高强压缩式管外封隔器和遇油遇水自膨胀封隔器,并实现了均衡供液筛管分段完井技术。

胜利油田等研究机构申请了“永置式井下智能监测装置”的专利,能够实时的监测井下压力、温度数据。

大庆油田开发了水平井机械调节含水率技术,根据井下压力数据和注水曲线调整生产层"这三个产品有望实现独立的控制,但它们不能实时控制生产层且没有实时数据传输的功能。

总的来说,尽管中国有一些井下监控技术和远程控制阀,但是目前尚无真正的智能井。

4 智能完井系统介绍4.1 智能完井系统的组成智能完井系统需要同时完成井下数据监测和远程控制井下开采两大功能。

根据智能完井各单元在整个系统中所起到的作用,可将智能完井系统分为以下几个单元[8]:1)用来手机井下储层温度、压力和流量等参数的井下传感器单元;2)封隔临近的储层,避免高压油、气窜层的穿线式封隔器单元;3)控制井下一个或多个储层的开启、关闭或节流的层段控制阀单元;4)传输井下数据信号,传达地面控制指令的数据传输和控制系统;5)地面中央控制系统。

图1 WellDynamics公司的智能完井组成4.2 智能完井系统的特点智能完井尤其适用于一些钻穿多个具有不同油藏特性的储层层段的井,主要是为了控制起、水和油窜。

虽则技术的不断完善,智能完井已经能够提供连续的井下动态监测。

智能完井适用于海下油井、高度非均质储层的水平延伸井、深水油井、多分支井、多油层的合采井。

需要井底油水分离处理的井。

智能完井主要具有以下几个特点[12]~[15]:1)可以减少生产干扰,避免常规采油作业带来的风险,便于管理,适用于边远、偏僻地区。

智能完井可以在地面上识别流入控制位置,能在地面上选择性地开或关某一油层,实现在不关井的情况下进行井身结构重配。

2)智能完井有实现地面远程遥控的功能,这就使得这项技术特别适合于管理沙漠或海上的油田。

3)防止在生产层和混采层之间窜流,可以控制气、水锥进,改善生产能力,提高油田最终采收率。

智能完井上的传感器能够监测各油层油、气、水的流动状况,修正油井工作制度。

一旦生产过程中出现水或气的锥进时,可以通过油井配产来延缓水、气锥的发生,改善生产能力,提高油田最终采收率。

4)智能完井具有实时监测的功能,获得生产层实时井下信息,并将监测到的信息资料传输到地面的计算机中存储起来,由于信息是长期持续记录的,从而可以克服不稳定试井分析引起的模糊性和不确定性。

5)提高对油藏的认识程度,使作业人员对将来的井位和井网布置作出较好的决定。

6)全面优化油藏管理和生产,减少各类井的数量,提高注入效率和最终采收率。

4.3 智能完井系统的主要功能智能完井主要具有以下功能[14]:1)根据变化的各个层段的生产指标,可以判断并决定节流生产链段的作用;2)能够测量和调节生产,在每一层中测量时,对流程压力和质量流量进行检测,进而更科学、更简化地管理异构储层;3)由于消除所造成的侧向流动关闭时的压力使每个区域可升降分析的影响,消除了由于混入错误引起的混合流的分析,更容易和准确地计算物料平衡;4)生产工程师和过程控制工程师能够更有效地确定、测量和调整管理过程;5)由于控制和测量可以在制造形成,这方便了操作者来调整变化的生产信息,从而优化生产;6)可以进行使用气体升起相邻层以增加产量耗尽层段;7)通过常规气举阀优化气举法的远程调整;8)获得实时的关键信息,以减少记录的工作量;9)可能不是必需的井下可以根据用于处理的程序选择层;10)以降低操作频率的干扰,直接降低了运营成本和风险,提高了安全性。

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