智能完井技术简介
几项国际钻完井新技术
几项国内外钻完井新技术一、智能井技术 (1)二、激光钻井技术 (1)三、钻工对未来钻井的设想 (3)四、优化四维地震流体成像 (4)五、用智能井开采海上边际油田 (5)六、应用油藏性描述及3D可视化技术促进海上油田的二次开发 (6)七、高温高压深井钻井前沿专项技术研究 (7)一、智能井技术智能井技术并不是新近才出现的。
早在1997年第一次智能完井即采用了SCRAM 专利系统。
它的特点是可以进行永久的监测,能够控制油藏内流体的流动。
而6年之后,供应商与专业服务公司就在世界范围内安装了超过185个智能井系统。
一些论坛分析认为,对智能井技术的投资已接近10亿美元。
智能井技术要想在经济上可行,就不能仅仅局限于试验基础上单方面的应用,而要在各种各样的油井中作为油田开发一个重要而不可缺少的部分。
可喜的是,虽然发展速度缓慢,但这一切正在得以实现。
智能井技术是油藏实时管理的主要构成部分。
通过安置在油藏平面上的传感器与控制阀,石油工程师们就可以对油藏与油井的动态进行实时监测,分析数据,制定决策,改变完井方式,以及对设备的性能进行优化。
智能井技术的应用智能井技术的应用范围很广,主要用于油藏开采过程的管理,这对于二次采油与三次采油非常重要。
它可以控制一口油井的注入水或注入气在不同产层或不同油藏之间的分布,也可以封堵产自其他产层的水或气,因而可以控制注入水或驱替出的油扫过油藏中未波及的区域。
这对于复杂结构井,如大位移井、长水平井或多分支井以及各向异性的油藏来说非常重要。
作为一种有力的工具,智能井技术不仅可以处理油田开发中经常出现的问题,也可以处理很多井下突发事件,并通过对这些突发事件的处理创造价值,从而给资产增值。
智能井技术在油田开发中的优点主要在于:优化油藏性能,从而提高油藏采收率,增加油井产量;减少作业中投入的劳动力,从而减少安全事故,更有效地进行油藏管理。
目前,已采用智能井技术的油井接近200口。
这同那些正计划采用与正在采用该技术的多口油井开发项目共同表明了,该技术可以实现预期的目的。
SHARP智能完井技术
E&P 杂志2008年世界12项石油工程技术创新特别奖
1
SHARP TM 智能完井技术
SHARP 是一套智能完井系统,又称可选择液压驱动远程控制开发系统,已经在世界各地的深海油田成功应用,能够实现多层完井,选择开采,是一项经济、可靠的技术。
该系统包括TIP-PT 电缆可通过封隔器、SHARP 远程流量控制阀、压力驱动循环阀、井下监测系统。
SHARP 智能完井系统 TIP-PT 电缆可通过封隔器 压力驱动循环控制阀
TIP-PT 电缆可通过封隔器能承受10000psi 的压差;电缆可通过;直拉式释放装置使回收简单;可在高温高压酸性气体环境应用。
压力驱动循环阀(PAC )控制井内流体漏失,避免应用对地层有伤害、不可靠的漏失控制剂,不需要措施后漏失控制作业。
用于无机械通道的智能井分层。
井下监测系统
压力驱动 循
环
阀
穿过电缆穿过电缆上部连接处封心机装上塞压内下塞双向卡瓦监测环穿部连接处备用机械转位工具 压力驱动循环阀
阀关闭时
阀开放时
备用机械转位工具 压力驱动循环阀。
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。
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
9
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
10
16
(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。
17
机械控制管线或电缆去掉后的智能完 井的井下系统
18
机械控制管线或电缆去掉后的智能完 井的井下系统
14
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。
15
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。
19
浅析智能完井技术及应用
浅析智能完井技术及应用摘要: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。
关键词:智能完井技术;控制系统;动态监测1引言近年来,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。
2智能完井技术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[1]。
具有以下优势:(1)注水作业效率、油气采收率显著提高;(2)具备实时监测及数据存储功能,为后期优化油田生产提供支持;(3)具备地面遥控功能,降低海上油田及沙漠油田的开采难度;(4)快速了解油气储藏条件,降低开采成本,改善油藏管理,实现油田开采检测控制管理一体化。
3智能完井系统组成就目前国内外智能完井技术应用来看,智能完井系统主要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。
3.1井下生产流体控制系统井下流量控制装置是智能完井技术的核心装置,对井下生产流体隐形控制实现开采优化,主要分为流入控制装置、流入控制阀门和自动流入控制装置三类。
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。
深水完井作业智能完井技术应用
深水完井作业智能完井技术应用摘要:近年来,随着新技术的不断发展,深水区石油的开采逐渐向深海发展,对完井技术的要求也逐渐提高,智能完井技术以其独有的优势在深水油田中的得到了广泛地应用。
智能完井技术进行了系统的梳理和介绍,并对其在深水完井作业中的应用进行了研究,以期能够更好地满足我国油气开发需求。
关键词:深水完井作业;智能完井;技术应用引言目前,在全球油气生产中,海上油气的产量比例正在迅速增长,同时,随着海洋石油不断被开采,海上勘探开发项目逐渐向深海转移。
深水完井技术是实现深水油气资源高效经济开发的重要保障,因此研究深水完井所具有的特点把握其发展趋势对于促进我国石油工业可持续发展增加油气产量保障能源安全具有重要意义。
1深水完井特点分析以及组成1.1特点分析与浅水及陆上油气田相比较,深水区域所用钻井装置费用昂贵,这种状况下要求工作团队应该合理安排工作,尽可能缩短工期,从而减少施工成本。
这也表明,使用的深水完井方法越简单,更有利于后续修井工作的开展。
海洋条件下气体水合物形成药物适当的温度压力调节,深水区达到这一调节,方可确保其稳定存在。
基于此,完井阶段对采油树进行安装时要采取恰当的措施,防止气体水合物对完井作业产生的影响。
如今,国际上常在放采油树前在井口头注入乙二醇及甲醇,避免水合物生成。
深海油气田完井步骤包含上、中、下完井、智能完井、合理安装采油树。
其中,最复杂的为智能及中部完井。
1.2智能完井系统的组成智能完井系统包括微电子集成控制系统、信息采集传输系统、电缆或者高效电池以及井下传感器。
智能完井系统。
地面设备主要由微机控制中心和数据采集与预处理系统组成,井下的智能仪器装置与地面设备之间通过有线电缆进行连接,同时利用电缆对井下仪器装置提供电源,维持系统长期正常运行。
各子系统之间通过数据接口联系,并通过其将信息传输到地面,以便技术人员汇总分析。
之后,指令经由信息传输系统送达井下指导开关套阀的开启。
井下传感器模块和控制模块是智能完井系统的核心,可长期置于井下工作,井下传感器检测井下各井段流入井内的流体特性,例如管内外压力、温度、流量等,监控油管、环空及地层的多种物理参数,通过高温高压智能元件信号处理及采集系统传输信号到地面数据采集系统,控制模块调控进入井眼内的流体,沟通产层与采油管柱,允许流体按照最佳的压力和流量进入。
智能完井技术在沙特UTMN区块的应用
智能完井技术在沙特UTMN区块的应用摘要:智能完井将现代测控技术、机电一体化技术、计算机与网络技术等应用于完井工程领域,可用于多储集层、多分支井油气开采,能够实时动态地进行井下多参数测试、多功能操作、井下自动控制与地面联网协同决策相结合。
该技术在沙特UTMN区块的应用取得了良好效果。
关键词:智能完井;分支井;封隔器;监测系统1 智能完井概念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。
它集井下监测、层段流体控制和智能油藏管理为一体,既可改善油藏管理又能节省物理修井时间[1] [2]。
通过智能井可以进行远程控制,达到优化产能的目的。
其实质是油藏监测和控制技术,控制气、水和油窜。
智能完井分为以下几个系统:[1] [2]1、井下动态监测系统。
2、井下流体控制系统及技术。
3、井下优化开采系统:4、完井管柱与工艺。
2智能完井技术优越性与常规完井相比,智能完井技术通过把各种传感器长期放置在井下,可以对井下的各特性参数进行实时动态监测,既可以准确判断井下的各种情况,又能避免诸多的生产测试,减少对生产的干扰,节省测试费用[3]。
其优越性主要表现在:1、通过定性定量监测、开关各油层,调整层段流量,提高油田的最终采收率。
2、现代智能完井系统能够实时获得生产层井下信息实现实时监测功能。
3、智能完井系统能够在地面上识别流入控制阀的位置,有选择地开关某一油层,从而实现在不关井的情况下进行井身结构重配。
便于管理,适用于偏远地区、海上或沙漠油田。
4、便于油藏管理。
提供更广泛的监测资料、油藏信息。
油藏信息的扩大使先进的油藏管理向着精确的流体前缘图解和油藏描述方向发展。
更适用于油藏结构复杂、不确定性较高、需要录取资料多的井。
5、现代智能完井系统可通过减少作业时间与维修量、优选采油工艺、增加采收率来节约成本。
智能完井
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
最小化的综合成本和作业成本
Auto-GasLift
自动-气举
Controlled Water Dumpflood
可控制(水)的自流注水
井筒复杂流动与完井实验室
Wellbore Complex Flow and Completion Lab
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
井筒复杂流动与完井实验室
Wellbore Complex Flow and Completion Lab
四、智能井的应用
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
1. 控制流入,包括不希望的(地层)流出液流、控水 2. 分布式注入 3. 有控制的分采-合采 4. 自动气举 5. 自流注水 6. 组分(成份)组合(掺和,混合) 7. 井眼稳定 8. 复杂结构井科学生产管理 9. 避免井间干扰 10.陆地井、海上平台井、海底井口井都能有控地优化 管理、自动注水自动气举
2006
2012
2013
未来
改型 MRC 分支井段中 ICV 液流控制进程 无线式ICV 无限个ICD(形 状记忆多聚物) (过油管)
MRC ICD和膨胀封隔器 主眼中ICV
自适应ICD和可回收 的膨胀拍克
2003
2005
2011
2012
2013
未来
井筒复杂流动与完井实验室
Wellbore Complex Flow and Completion Lab
Wellbore Complex Flow and Completion Lab
三、智能完井的特点
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
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
现代智能完井技术
现代智能完井技术摘要:本文针对完井技术方法落后、完井仪器设备陈旧的状,为了解决这些问题,提高老油田的采收率,国内外逐渐发展了水平井、套管内侧钻井、大位移井、小井眼井、多分支井和自动旋转导向钻井及重钻井技术。
为此专家提出了现代智能完井的新思想,将现代智能测控技术、微机电技术、机电一体化技术、计算机与网络多媒体技术等应用于完井工程领域,研究和开发一套可用于多储集层、多分支井油气开采,能够在线、动态、实时地进行井下多参数测试、多功能操作,井下闭环自动控制与地面联网协同决策相结合的现代智能完井综合系统的技术方法体系,为油气层开采打下良好的基础,实现油气开发工程的信息化、数字化、现代化管理,从而达到降低施工成本、提高开采效率的目的。
关键词:现代智能完井钻井技术信息化一、现代智能完井概念现代智能完井技术是根据不同地层能在多层段、多分支油井、水平井和大位移井中从地面控制、分析,从而实施最佳完井方法并能高效的提高完井质量的完井技术。
该技术包括智能完井技术、新射孔完井技术、膨胀管完井技术、割缝衬管完井技术等。
智能完井系统是带有井下传感器,并能实时采集有关数据的遥测与控制系统. 可允许操作人员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,最大限度地减少油气井生产期间的修井次数,保持有效的开采速度,获得较高的油气采收率,降低油气生产成本. 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. 该系统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、直井、远距离操作的油井等.现代智能完井系统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。
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。
智能完井系统井下流量阀控制技术
智能完井系统井下流量阀控制技术一、常规完井方式完井( well completion )是钻井作业的最后环节。
在石油开采中,油、气井完井包括钻开油层、完井方法的选择和固井、射孔作业等。
对低渗透率的生产层或受到泥浆严重污染时,还需进行酸化处理、水力压裂等增产措施,才能算完井。
根据生产层的地质特点,采用射孔完井法、裸眼完井法、砾石充填完井法等不同的完井方法;上述常用完井方法有其不足之处,如射孔完井有油层受洗井液污染、油气流动通道受到限制,产量较低的缺点;裸眼完井不能克服井壁垮塌和油层出砂对油井生产的影响等的缺点;二、智能完井技术及其应用智能井技术始于20世纪90年代,在当时全球石油工业提高油藏产能的大趋势下,智能井技术得以发展并商业化。
这一技术的研发使许多原来不能开采的边际油田得到开发,为深水、海上、边远地区及老油田的开发带来了希望。
所谓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。
1、智能完井的基本原理智能完井系统也称作智能井(Intelligent well,简写为IW ),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 ) , 实时动态采集井下生产的各种数据 , 地面的中央控制系统对采集到的各种数据进行筛选、分析和归纳 , 判断井下生产的各种情况 , 并通过数据模拟和油藏模拟得出最佳的开采方案或注人方案 , 进一步从地面驱动安装在井下的流量控制装置 , 从而实现对井下生产或注人进行动态实时管理的目的。
智能完井系统 (Intelligent Completion System ,简写为ICS)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;在过去的5年中 , 智能井系统的安装以每年 27%的速度增长 , 据不完全统计 , 截止到 2006年已安装或部分安装智能井系统的油气井已超过 1000口。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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。
2)智能完井可以实时的对井下进行监测,并把所测的数据资料及时的传递到地面进行保存,这样就能保证资料的连续性,就不会像以前一样由于不稳定试井进行分析从而引起资料的不确定以及模糊性。
(3)智能完井所监测的资料内容广泛,包含的信息量大,对油藏的管理有显著的帮助。
使用智能完井技术获取的资料比通过传统的手段如短期测试,可以得到更多关于油藏的资料,这些资料为
工程师建立油藏模型提供了很便利的条件。
智能完井所监测的资料包含单井的数据,比如井下温度和压力,油的组分以及粘度等,此外还有井间的数据,比如地震的数据,声波的数据等,如此多的数据扩大了信息的类型,从而使油藏的管理向着更加先进的方向进步。
所以智能完井特殊适合复杂,具有不确定性的油藏结构,需要大量录取资料的井。
(4)智能完井能够对底水锥进,气顶锥进进行一定的控制,从而达到对油田采收率提高的效果。
此外由于智能完井安装的控流阀能够选择性的对不同的开采层位进行打开或者关闭,这样就实现了对指定的油层进行采油的效果。
智能完井安装的传感器可以??时对各个油层的油量、气量、水量进行监测,并根据所监测的结果及时的对生产井的工作进行调整。
在生产中一旦出现底水锥进或者气顶锥进的时候,对指定的层段的流量进行一系列的调整,从而对底水锥进以及气顶锥进进行延缓,从而达到对油田采收率提高的效果,所以针对油田各个油层性质相差比较大的,需要使用多层合注或者合采的技术或者需要控制底水锥进或者气顶锥进的时候就可以使用智能完井。
3.智能完井在胜利油田应用展望智能完井已在很多地方进行
应用,到目前,贝克休斯公司、斯伦贝谢公司、哈里伯顿公司等
公司安装使用了100 套左右的智能完井系统。
这些系统的生产动
态都要比常规完井好的多,并且极大的提高了开采速度以及油田
的采收率。
胜利油田目前每年由于高含水而导致关井的井越来越多,如果将这些因为高含水关掉的井重新进行利用是目前油田提高效益的一种手段。
目前高含水的井都有低含水部位或者低含水层位,针对这些情况,可以利用智能完井技术来生产,也就是使用其实时监测的手段,对油井的含水状态进行监控,一旦发现状况,对高含水层及时的进行关闭,从而只使生产井在其他部位生产,而其他部位在生产一定的时间之后,也会转变成高含水的层位,这个时候可以将整个层进行关闭,让油层内部的压力进行重新的分配,也就可以使整个油层内部的油和水重新分配,这样低含水位和高含水位就会重新分配。
这样就能达到不用关井只需要关闭生产层的效果,减少了不必要的作业,还能提供油田采收率。
实现了反复调整生产层位情况下,只关层,不关井,既可减少作业次数,又能提高油田的最终采收率。
4.结语
(1)智能完井技术非常有发展的前途,可以远程管理油田,可以实现高效的开发。
(2)智能完井技术的技术优势比传统完井大,可以获取大量的资料,对油藏的研究提供很大的帮助,还可以对生产进行灵活的控制,提高油田采收率。
(3)智能完井可以在胜利油田高含水的井上使用,能够达到不需关井只需关闭生产层,减少不必要操作,极大的提高了经济发展。
参考文献:
[1]张绍东,张全胜.胜利油田水平井完井技术现状及发展趋势.石油钻采工艺,2001,23(6):33-35.
[2]万仁溥.现代完井工程[M]. 北京:石油工业出版社,1995:56-59
[3]齐月魁,刘艳红,常青,任文华,王翠霞,李洪俊,水平井割缝筛管完井技。