王新英:智能完井技術(shù)智能完井技術(shù)編譯:王新英趙煒(中原油田分公司采油工程技術(shù)研究院)Mike Robinson審校:紀(jì)常杰(大慶油田有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)院)摘要隨著智能完井工藝技術(shù)的不斷 改附近的節(jié)流閥來(lái)優(yōu)化氣舉井的產(chǎn)狀，并且曾監(jiān)測(cè)與進(jìn)與完善，近年來(lái)智能完井的井?dāng)?shù)日益增控制泵抽生產(chǎn)井的產(chǎn)狀。隨著相關(guān)工藝技術(shù)的開(kāi)發(fā)加。近2年每年都有50余套智能完井系統(tǒng)應(yīng)用、工藝設(shè)備的成功配置和各種永久性安裝傳感下井安裝，且已見(jiàn)到明顯的經(jīng)濟(jì)效益。本文器可靠性的提高，油田經(jīng)營(yíng)者開(kāi)始考慮對(duì)井下的液在回顧了智能完井系統(tǒng)發(fā)展歷史的前提下，流流入狀態(tài)進(jìn)行控制，以求從中獲取明顯的經(jīng)濟(jì)效重點(diǎn)介紹了智能完井設(shè)備相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定情益。油田作業(yè)服務(wù)行業(yè)對(duì)此做出了積極的響應(yīng)，相況、智能井井下液流控制產(chǎn)生的價(jià)值和智能繼設(shè)計(jì)出了可對(duì)整個(gè)井筒進(jìn)行監(jiān)測(cè)與功能控制的高生產(chǎn)系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)。效系統(tǒng)。主題詞智能完井 設(shè)備標(biāo)準(zhǔn) 提高采 .在初期階段，智能完井井下液流控制裝置是基收率降低成本于常規(guī)的電纜起下滑套閥的工作機(jī)理而設(shè)計(jì)的。這種閥的構(gòu)造設(shè)計(jì)具備了井下開(kāi)關(guān)(on/off) 和變位一、引言節(jié)流功能，這些功能一般都采用液壓、電力或電動(dòng)液壓激活系統(tǒng)來(lái)完成。繼而進(jìn)行的新技術(shù)開(kāi)發(fā)工作智能完井被定義為-種能夠采集、傳輸和分析促成了具有抗沖蝕功能節(jié)流裝置的問(wèn)世，并且其結(jié)井下產(chǎn)狀、油藏產(chǎn)狀和整體完井管柱生產(chǎn)數(shù)據(jù)資構(gòu)可耐高的壓差?；诔Ｒ?guī)井下安全閥技術(shù)研究推料，且隨之能夠根據(jù)油井生產(chǎn)情況對(duì)油層進(jìn)行遙控出的其他裝置還有可用于井下生產(chǎn)管柱開(kāi)關(guān)的在線和提高油井產(chǎn)狀的完井系統(tǒng)。這里應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題球閥。是，目前智能完井的概念并非是指使生產(chǎn)系統(tǒng)具有最初這些高度集成化的系統(tǒng)并不被油田經(jīng)營(yíng)者自動(dòng)化控制或優(yōu)化生產(chǎn)的能力，智能完井尚需借助所接受，原因是這些系統(tǒng)的投資費(fèi)用過(guò)高，而且油人工界面發(fā)布指令實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)油井的控制。遠(yuǎn)程完田經(jīng)營(yíng)者認(rèn)為應(yīng)用的成功率較低，往往收益不抵投井監(jiān)測(cè)是指生產(chǎn)系統(tǒng)在無(wú)介入干擾作業(yè)情況下具備資。當(dāng)時(shí)這些系統(tǒng)的確不能達(dá)到油田經(jīng)營(yíng)者放心應(yīng)提供井筒中或近井地帶數(shù)據(jù)資料的能力。遠(yuǎn)程完井用的標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)這方面問(wèn)題，研制推出了低投資的控制是指將生產(chǎn)控制指令輸送到井下，改變一個(gè)或液壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)將各種不同的傳感器同液壓控制多個(gè)生產(chǎn)液流控制工具組件的位置和工作狀態(tài)。一裝置組裝在一起，形成一種復(fù)合式的智能完井系般來(lái)講，智能完井的主要作用是優(yōu)化油井的生產(chǎn)和統(tǒng)，它具有最初高端系統(tǒng)的主要功能。在最大限度地降低作業(yè)費(fèi)用與生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)最大人們常常希望通過(guò)對(duì)最初安裝的獨(dú)立PC機(jī)、程度地提高油層的采收率。目前已有各種不同的智基本的生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)過(guò)載系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)處能完井系統(tǒng)投入井下安裝應(yīng)用。雖然各種類型的電理，使其能夠進(jìn)行理想的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸。最子類和電動(dòng)-液壓與光學(xué)液壓完井系統(tǒng)已經(jīng)獲得成近永久型井下壓力與溫度計(jì)和智能完井系統(tǒng)已經(jīng)同功應(yīng)用，但是目前液壓動(dòng)力智能完井系統(tǒng)仍占主導(dǎo)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)或英特網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)聯(lián)機(jī)，提高了地位。數(shù)據(jù)的傳輸速度和應(yīng)用效果。通過(guò)應(yīng)用不介入式系二、智能完井系統(tǒng)的發(fā)展歷史與技術(shù)開(kāi)發(fā)統(tǒng)或文丘里測(cè)試儀器而測(cè)試流量的傳感器已經(jīng)研制推出中國(guó)煤化以同其他的光纖系統(tǒng)20世紀(jì)80年代之前，遙控監(jiān)測(cè)技術(shù)通常只局配YHCNMHG面、多點(diǎn)壓力和聲波信.限于對(duì)采油樹(shù)與節(jié)流器周圍的生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用地面?zhèn)魈?hào)(據(jù)此便可研制出永久型地震傳感器)。這些系.感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)、對(duì)井下安全閥(SSSV) 進(jìn)行遠(yuǎn)程統(tǒng)的有效工作壽命還不穩(wěn)定，但是隨著供貨商在提液壓控制和對(duì)采油樹(shù)控制閥進(jìn)行液壓(電動(dòng))控高可靠性方面的深入研究，目前已達(dá)到用戶可以接制。第一套計(jì)算機(jī)輔助作業(yè)系統(tǒng)曾通過(guò)遙控采油樹(shù)受的水平。30國(guó)外油田工程第20卷第2期(2004. 2)智能完井系統(tǒng)的中遠(yuǎn)期研制開(kāi)發(fā)目標(biāo)如下:入流體對(duì)油藏的波及范圍可使油井的開(kāi)采獲益，便<>從油藏管理出發(fā)避免頻繁的修井作業(yè);可將這類油井選為智能完井候選井。其他收益可從<>使一口油井中的多層或整個(gè)油藏被動(dòng)用;以下幾方面實(shí)現(xiàn):采用結(jié)構(gòu)較之海底或地面設(shè)備簡(jiǎn)?>實(shí)現(xiàn)油井的自身優(yōu)化生產(chǎn)和自動(dòng)化生產(chǎn)控制單且投資小的井下產(chǎn)液調(diào)節(jié)系統(tǒng);提高舉升效率,與工藝控制;改進(jìn)產(chǎn)層壓力保持狀況;提高采油效率，縮短采油<>對(duì)優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，而并非只對(duì)施工作業(yè)時(shí)間;使井下割縫襯管有效地發(fā)揮泄油效基本的生產(chǎn)單元進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，如井下/海底生產(chǎn)率，降低修井作業(yè)費(fèi)用;在地面對(duì)產(chǎn)層井段進(jìn)行選設(shè)備同地面設(shè)備與基本設(shè)施實(shí)現(xiàn)良好的匹配;擇性增產(chǎn)處理。?>智能完井系統(tǒng)的可靠性應(yīng)當(dāng)大于95%，安裝.智能完井的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)方法涉及到對(duì)待施工作后的有效工作壽命為10年。業(yè)井的施工作業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)真的評(píng)價(jià)，也就是說(shuō)搞清楚施工作業(yè)井的施工作業(yè)條件和可能遇到的問(wèn)三、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)題。這其中需明確控制閥的功能，使其能夠滿足作由于眾多的開(kāi)發(fā)商和供貨商都在從事智能完井業(yè)井特定的注入與生產(chǎn)要求;可以采用油藏模擬技系統(tǒng)組件的開(kāi)發(fā)研究與市場(chǎng)銷售，因此開(kāi)展智能完術(shù)對(duì)比分析常規(guī)完井方法同智能完井方法之間的優(yōu)井系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和匹配性研究便成為一項(xiàng)重要事缺點(diǎn);可采用油井產(chǎn)狀模擬方法預(yù)測(cè)以往未動(dòng)用生宜。一個(gè)從事采油工程研究的研究小組通過(guò)向有關(guān)產(chǎn)剖面的動(dòng)用情況和因產(chǎn)量提高而帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)收益的采油作業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)咨詢，編制出了一套情況。這種經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)需考慮投資的增加情況(包括適用于井下監(jiān)測(cè)與控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)文件，即智能井安裝井下設(shè)備帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)事故和設(shè)備的可靠性)、井下儀器設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)(IWIS)。 目前數(shù)據(jù)傳輸要求采因原油產(chǎn)量提高而促成的收益變化情況和因減少修用電力或光學(xué)導(dǎo)線，但是電磁遙測(cè)無(wú)線系統(tǒng)雖然提井作業(yè)次數(shù)而造成的作業(yè)費(fèi)用變化情況。供的數(shù)據(jù)傳輸帶寬窄，但終將會(huì)投入工業(yè)應(yīng)用。雖五、智能生產(chǎn)系統(tǒng)然光學(xué)液壓井下開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的樣機(jī)已經(jīng)通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試，但它的光能傳輸能量仍十分有限。全電力系統(tǒng)智能完井可使油井的生產(chǎn)過(guò)程發(fā)生下列有利的的進(jìn)-步開(kāi)發(fā)將使井下發(fā)電和自動(dòng)化控制完井技術(shù)變化:的應(yīng)用成為可能。<>消除或減少因油藏監(jiān)測(cè)和生產(chǎn)優(yōu)化而要求的四、智能井液流控制的價(jià)值修井作業(yè)次數(shù)，并使得油井的生產(chǎn)不因地面工藝的控制而受到限制。智能完井技術(shù)的價(jià)值具體體現(xiàn)在，通過(guò)實(shí)現(xiàn)液<>通過(guò)井下定時(shí)遙控處理優(yōu)化產(chǎn)層的流入剖流控制而使得井身結(jié)構(gòu)和油井的生產(chǎn)狀態(tài)得到積極面，提高油藏的最終采收率與油井的產(chǎn)量。的改進(jìn)與提高和通過(guò)對(duì)井下數(shù)據(jù)的采集而監(jiān)測(cè)油井<>減少生產(chǎn)流體的總處理量，降低地面生產(chǎn)設(shè)的生產(chǎn)響應(yīng)與產(chǎn)狀。將數(shù)據(jù)分析同預(yù)測(cè)性油藏模擬備的投資費(fèi)用(例如管線、分離設(shè)備和計(jì)量?jī)x器)，配合應(yīng)用便可以通過(guò)控制系統(tǒng)的反饋數(shù)據(jù)資料對(duì)油節(jié)省人力和減少輔助作業(yè)工作量。井的高效生產(chǎn)產(chǎn)生更大的價(jià)值。然而在今后很長(zhǎng)-段時(shí)間內(nèi)智能完井系統(tǒng)仍將可以預(yù)測(cè)，應(yīng)用智能完井技術(shù)可使油藏的采收作為集成式智能完井生產(chǎn)系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)投入應(yīng)率提高10%。智能完井井下生產(chǎn)狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)用。在這種系統(tǒng)中--些具有單獨(dú)或綜合自動(dòng)控制能與控制技術(shù)的應(yīng)用和效益取決于作業(yè)井的類型。實(shí)力的油井還需同油田生產(chǎn)設(shè)備與油藏管理系統(tǒng)配際上，多層開(kāi)采井或多分支井(無(wú)論是采油井還是套。目前已投入應(yīng)用的智能完井系統(tǒng)采用了監(jiān)測(cè)與注入井)都可通過(guò)遙控技術(shù)從中獲利，表現(xiàn)在生產(chǎn)流量控制設(shè)備之間的閉環(huán)鏈接技術(shù)，通過(guò)將油藏產(chǎn)投資的降低和油井產(chǎn)能的提高。智能完井系統(tǒng)的初狀傳感器得到的數(shù)據(jù)同油藏模擬分析得到的數(shù)據(jù)進(jìn)始投資費(fèi)用各不相同，一套永久性智能完井系統(tǒng)的行對(duì)中國(guó)煤化工院井系統(tǒng)。這就意味投資為$20 [10*， 而特定的多層遙控智能完井系著尚f YHCNMHG受限的技術(shù)難題需要解統(tǒng)的初始投資則需$250 [10*。決:-般情況下，對(duì)要進(jìn)行智能完井作業(yè)的油井需<>在智能完井的人工舉升油井中，為了優(yōu)化油進(jìn)行認(rèn)真[的評(píng)價(jià)，如果經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)表明，通過(guò)分層優(yōu)井的產(chǎn)狀，需采用優(yōu)良的實(shí)時(shí)控制技術(shù)，油井產(chǎn)狀化開(kāi)采或降低產(chǎn)液含水率，以及提高掃油效率或注是輸入?yún)?shù)(例如氣舉注氣量、電潛泵泵抽排量和王新英:智能完井技術(shù)地面油嘴的設(shè)定)的函數(shù)，在幾分種內(nèi)油井就會(huì)對(duì)六、結(jié)論輸入?yún)?shù)有所響應(yīng)。<>在油田優(yōu)化開(kāi)采方面，總的控制系統(tǒng)需根據(jù)石油與天然氣工業(yè)目前正在致力于相應(yīng)學(xué)習(xí)曲油田現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)施情況來(lái)優(yōu)化油田的開(kāi)采。油田的線的開(kāi)發(fā)與研究，以求能夠更快地認(rèn)識(shí)智能井工藝這種優(yōu)化同生產(chǎn)參數(shù)的監(jiān)測(cè)有著直接的關(guān)系，但是技術(shù)在提高油田開(kāi)發(fā)效率和油井產(chǎn)能方面的最終潛控制時(shí)間并非恒定不變，因?yàn)橛吞飳?duì)工藝控制輸入能。除了在高投入的海上油田與深水油田因采用該參數(shù)的響應(yīng)在數(shù)小時(shí)或數(shù)天內(nèi)便可測(cè)試到。項(xiàng)技術(shù)可免除修井作業(yè)而頗具吸引力之外，智能井<>在油藏優(yōu)化管理方面，油田的控制輸入?yún)?shù)技術(shù)還可以在少打井的情況下提高油氣的開(kāi)采量與受油藏模擬軟件輸出參數(shù)的影響，而模擬軟件的有采收率。在非均質(zhì)或多層油藏的開(kāi)發(fā)中，如果在注效性則需采用智能完井系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)通過(guò)歷史擬入井、生產(chǎn)并或兩者之中都采用智能完井工藝技合予以確認(rèn)。油藏優(yōu)化要求傳感器輸出與控制指令術(shù)，可以提高注水與注氣的效率。利用井下傳感器之間不存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，其目的是要顧及油藏的非均采集到的采油與油藏?cái)?shù)據(jù)可提高油田經(jīng)營(yíng)者對(duì)油藏質(zhì)性和使控制功能同油藏的響應(yīng)情況相匹配，這里特性的認(rèn)識(shí)并有助于加密井井位的確定與建井設(shè)油藏的響應(yīng)可能會(huì)在數(shù)月或幾年方能測(cè)試到。當(dāng)傳計(jì)。智能井技術(shù)可以降低油田開(kāi)發(fā)費(fèi)用，能夠使一感器能夠提供準(zhǔn)確、詳細(xì)的油藏特性數(shù)據(jù)資料，且口井起到多口井的作用，既可以對(duì)油藏的多層進(jìn)行見(jiàn)到了響應(yīng)時(shí)，可以預(yù)測(cè)，為控制而進(jìn)行的油藏模合采，對(duì)多分支井進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，又可以在一口擬將不再需要。井.上同時(shí)實(shí)現(xiàn)注入、觀測(cè)與生產(chǎn)的多種功能。這項(xiàng)工藝技術(shù)的進(jìn)步將使一個(gè)開(kāi)發(fā)單元的控制逐步地由輸入數(shù)據(jù)控制向基于油井的日配產(chǎn)情況的資料來(lái)源于美國(guó)《JPT》 2003年8月(收稿日期2003 -08 -20)定值控制轉(zhuǎn)變。所有油藏、油田和油井的優(yōu)化都將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。高含水后期綜合調(diào)整挖潛技術(shù)研究現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)該現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)主要針對(duì)油田進(jìn)入高含水后期,水驅(qū)開(kāi)發(fā)區(qū)塊所呈現(xiàn)的產(chǎn)量遞減加快、含水上升加快、套損速度加快的”三個(gè)加快"和油田管理成本上升及總體效益逐年變差的趨勢(shì),以大慶薩中開(kāi)發(fā)區(qū)北一區(qū)斷東為試驗(yàn)區(qū),開(kāi)展了”三個(gè)精細(xì)”研究,即精細(xì)儲(chǔ)層劃分研究、精細(xì)剩余油描述研究、精細(xì)措施挖潛方法研究。通過(guò)三年現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐和室內(nèi)研究,探索高含水后期通過(guò)綜合治理改善區(qū)塊整體開(kāi)發(fā)效果的方法,取得了以下研究成果:①運(yùn)用儲(chǔ)層精細(xì)地質(zhì)建模、百萬(wàn)節(jié)點(diǎn)數(shù)值模擬、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、油藏工程方法等多種學(xué)科、多項(xiàng)技術(shù),在宏觀和微觀兩方面精細(xì)定量分析和研究了高含水后期不同類型儲(chǔ)層剩余油潛力及分布特征,實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)層剩余油的定量描述。②建立了剩余油挖潛措施優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,開(kāi)拓了依據(jù)模擬結(jié)果,動(dòng)靜結(jié)合篩選措施井,以層系互換、井網(wǎng)綜合利用的方式挖潛并驗(yàn)證模擬精度的三種剩余油挖潛手段,發(fā)展了油田開(kāi)發(fā)的指標(biāo)預(yù)測(cè)挖潛調(diào)整方法。③該現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確立了動(dòng)靜結(jié)合、點(diǎn)面結(jié)合、提控結(jié)合、防治結(jié)合的”四個(gè)結(jié)合”原則，以治理低產(chǎn)井、低效井、高含水井、層和異常高壓層為重點(diǎn),綜合運(yùn)用”關(guān)、停、控、堵、提、壓、補(bǔ)、修”八項(xiàng)常規(guī)技術(shù)手段,及調(diào)剖、周期注水等技術(shù)建立了高含水后期針對(duì)性較強(qiáng)的綜合調(diào)整挖潛配套工藝技術(shù)及方法,通過(guò)精細(xì)調(diào)整,有效地治理了高含水井、低產(chǎn)井和套損井,治理區(qū)注采壓力系統(tǒng)得到合理調(diào)整,油層動(dòng)用狀況得到改善,低成本高效益地實(shí)現(xiàn)了區(qū)塊"五控" (即控制產(chǎn)油量遞減幅度、控制含水上升速度、控制產(chǎn)液量增長(zhǎng)幅度、控制注水量增長(zhǎng)幅度、控制套損速度)的治理目標(biāo)?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)緊密結(jié)合油田生產(chǎn)實(shí)際,總結(jié)出的一套綜合治中國(guó)煤化工適用于進(jìn)入高含水后期開(kāi)采的水驅(qū)區(qū)塊,具有重要的指導(dǎo)意義和較好的推廣價(jià)值MYHCNMH G量變化趨勢(shì)分析,預(yù)計(jì)試驗(yàn)區(qū)可提高采收率0.45%。佘慶東供稿