智能完井技术新进展

智能完井的发展现状和趋势曲从锋 王兆会 袁进平(中国石油集团钻井工程技术研究院)摘要 近几年,智能完井技术发展迅速,因其在优化生产效率和油气采收率方面的巨大潜能,国内外学者都对其加大了研发的力度。

现今国外提出的智能完井技术可以不关井调整生产层位、多层合采控制水气锥进,实现分层开采、分井眼开采,控制不同层位或不同井眼的开采速度,提高水平井/分支井开采的整体效益。

目前,国外拥有智能完井技术的公司主要有W ellDynam ics 公司、Baker 石油工具公司、Schlumberg er 公司、Weathford 公司、BJ Ser vice 公司等;主要智能完井系统有:RM C 、InForce 和InCharge 、SCSFS 等。

关键词 智能完井 分支井 井下控制阀 封隔器DOI:1013969/j.issn.1002-641X 12010171009项目来源:中国石油集团/十一五0科技攻关课题(编号2008A -2305)部分研究成果。

1 引言随着国内油气勘探开发的发展,沙漠、深海油气田越来越多,为有效开发这类油藏/油气田,水平井/分支井增多,储层也变得越来越复杂,采用常规的完井方式已不能满足这些井的要求。

另外,油田开发过程中同一口井不同层位或同一层位不同层段含水不同的情况很多,常规的完井技术无法调整生产层位,不能控制多层合采的水气锥进,开采效果差。

现在很多油田开采已进入高含水后期,油层性质差距大,常规完井技术因不能满足高含水井的正常生产要求而导致关井。

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。

它可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。

智能完井系统减少了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,获得较高的油气采收率[1]。

智能完井代表了完井的发展方向,未来的数字化油气田即是以智能完井技术为基础。

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。

自动化智能化钻井新技术的应用发展自动化智能化钻井是近年来在石油勘探开发领域迅速兴起的一项新技术，它借助计算机和传感器等设备实现对钻井作业的自动控制和智能化管理，大大提高了钻井作业的效率和安全性。

本文将从技术的应用发展角度进行分析。

一、自动化智能化钻井的发展背景为了满足人们对能源的需求，油田开发一直是石油行业的重要环节之一。

传统的钻井作业存在许多问题，例如作业效率低、安全风险高、人力资源浪费等。

为了解决这些问题，自动化智能化钻井技术应运而生。

二、自动化智能化钻井技术的应用领域自动化智能化钻井技术主要应用于以下几个方面：1. 钻井设备的自动控制：利用传感器和控制系统实现钻井设备的自动控制，提高钻井作业的效率和准确性。

自动调节钻杆上下力的力控系统和自动调节钻井液性能的液位控制系统等。

2. 钻井参数的实时监测：通过传感器和数据采集系统对钻井过程中的重要参数进行实时监测和分析，及时发现问题并作出调整。

钻井压力、旋转速度、钻头震动等。

3. 钻井过程的智能决策：通过人工智能算法和大数据分析技术对钻井过程进行智能化管理和优化决策。

根据地层情况和钻井参数，实时调整钻头的切削参数，提高钻井效率和节约能源。

三、自动化智能化钻井技术的发展趋势自动化智能化钻井技术随着计算机、传感器和网络通信等技术的不断发展而日益完善。

以下是其发展趋势的一些可能方向：1. 机器学习与智能优化：利用机器学习算法对大量的钻井数据进行训练，实现对钻井过程的优化与智能决策。

通过学习之后，系统能够根据实时的地层和作业条件做出最优的钻井参数调整。

2. 自动化设备的集成化：将传感器、计算机控制和数据处理等技术集成到一体化的设备中，将钻井作业的各个环节实现自动化控制，提高整个作业过程的一致性和效率。

3. 人机协同作业：将人的智慧和机器的计算能力相结合，实现人机协同作业。

在钻井过程中，机器负责重复性的工作，而人则负责决策和监控。

这种协同作业方式既发挥了机器的高效性，又保证了人的判断力和决策能力。

国外钻井完井技术新进展1 水平井钻井技术1.1 水平井应用的油藏和地区目前，水平井已作为常规钻井技术应用于几乎所有类型的油藏，如枯竭油藏、致密气藏、低渗油藏、边际油藏、高渗油藏等。

除了传统意义的水平钻井之外，近年来，水平井又有了许多新的应用：•水平井作为注入井，提高产量•分支水平井开采多个产层•开采老油田剩余油•多目标开发产层•开采气藏或疏松砂岩油藏•水平井资料用于油藏描述•薄层油藏、注水剖面修正、持续增产1.2 水平井的效益近年来，水平井钻井成本已降至直井的1.5~2倍，甚至有的水平井成本只是直井的1.2倍，而水平井的产量是直井的4~8倍。

1.3 国外水平井钻井技术指标•水平井最大水平段达6118m；•水平井最大垂深6062m；•水平井最大单井进尺10172m；•双侧向水平井总水平段长度达到4550.1m（该井垂深1389.9m）；•多分支水平井总水平段长度达到11342m。

1.4 国外水平井钻井新技术1.4.1国外水平井钻井技术正在向集成系统发展以提高成功率和综合经济效益为目的，结合地质、地球物理、油层物理和各工程技术，对地质评价和油气藏筛选、水平井设计和施工进行综合优化。

兰德马克图形公司开发出一种名为决策空间（DecisionSpace™）的新一代定向井设计软件包，可显著降低油田开发中井眼轨迹的设计周期。

这个集成软件包由三部分组成：资产设计师（Asset- Planner™）、轨迹跟踪设计师（TracPlanner™）和精确定位（PrecisionTarget™）。

利用该软件包，可以迅速地为新老油田开发方案提供多井平台下的油田开发井眼轨迹设计方案，借助先进的井眼轨迹设计技术和工作流程技术缩短井眼轨迹设计周期。

“资产设计师”可以根据储层模型自动生成储层靶区目标。

应用该软件在储层模型内对储层特性进行筛选，从而产生储层油藏目标，使用者可以根据自己的泄油要求优化现场设计。

“轨迹跟踪设计师”可以快速有效地以人机对话的方式建立并显示多种勘探或油田开发方案，在详细的计划实施前，就可以得到可靠的估计。

浅析完井新技术的创新应用方案为了适应现阶段经济发展的要求，进行完井新技术的应用是必要的，这需要进行封堵模块、射孔模块、完井测试模块、一体化管柱模块等的协调，进行原有射孔联作管柱技术的优化，进行裸眼旁通模块的应用，确保其整体作业步骤的优化，实现整体作业施工成本的控制，进行后期施工风险的降低，这种管柱结构实现了对油管、液压封隔器、特殊堵头、油管挂等的应用。

标签：完井技术；可捞式封堵管柱；油管堵塞器；技术创新1 智能完井技术概念及发展前景（1）智能完井技术需要进行井下完井管柱的应用，需要进行自动控制仪器、传感器组件等的安装，整体来看，智能完井系统具备良好的信息采集功能、信息传输功能，其能够进行井下生产状态、油藏状态等的分析，具备良好的完井管柱数据分析及管理能力，通过对远程控制方法的应用，进行油藏动态及生产动态的有效性控制。

在实践模块中，完井技术需要进行控制阀及传感器的使用，进行一井多用模式的应用，实现同采同注模式的应用，这需要进行地面遥控方式的应用，进行单井多层模式、多分支选择性生产模式的开展，进行不同层流动状况的分析，避免出现串流状况，实现监测模块、采集模块等的实时性检测，进行井下数据的及时型反馈，实现生产工作模块的优化，保障油藏经营模块及生产管理模块的协调，实现工程整体采收率的增强。

在工程实践模块，完井系统主要由以下部分构成，分别是井下生产流体控制模块、井下信息采集传感模块、井下数据传输模块、连通系统模块、反馈系统模块、地面数据采集模块等。

在这个环节中，多种传感器构成了井下信息采集传感系统，水力操作模式及电缆操作模式是井下生产流体控制系统的重要组成部分，完井系统的工作核心为井下传感器工作模块及控制模块。

在井下数据传输模块中，其需要实现地面计算机与井下工具的连接，这需要进行井下电缆双绞线的使用，满足地面数据采集的工作要求，通过对分析系统、反馈系统等的应用，进行各种数据信息的处理。

（2）实践证明，通过对完井系统的应用，有利于满足油藏工作及油田工作的要求，通过对智能完井技术方案的完善，有利于满足现阶段跨井通信工作的要求，比如進行传感器监测模式的应用，做好深水复杂油井的相关工作，满足陆上油藏或者浅水油藏的工作要求。

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。

油田钻井完井技术新进展及发展建议综述摘要油田行业的发展中，为了更好地实现针对复杂油气藏的高效开发和油气的挖潜增效处理，深入开展复杂结构井钻井、随钻测控仪器、新型坡岩工具和膨胀管技术研究使用，初步形成可以满足滩海和浅海的油气贮藏挖掘工作，需要合理开发配套钻井技术。

大力推动针对矿井位移技术和密集型矿井中油气贮藏整体开发，同时需要有效降低针对水力喷射、水平井和钻头地质磁性引导工作技术管理，不断丰富复杂断块和超稠油类型油气藏的精细开发，需要更加快捷的处理好钻井工具、高性能钻井和实体膨胀管道技术处理，及时解决好深井机械故障问题处理，提高采油水平。

关键词油田；钻井；完井技术；进展；发展；建议随着社会发展和科技进步，在针对油田逐步开发和利用过程中，要针对滩海浅海、低渗透、超稠油、复杂断块及西部深层等各类难动用油气藏逐渐成为开发重点，钻井完井工程会面临一系列的技术问题。

比如针对海滩的油田采用常规模式开发投资，但是由于渗透油气藏钻井完井技术不是很成熟，施工后会出现效率偏低问题，需要针对复杂断块和油气藏进行精细化开发管理。

1 钻井完井技术新进展分析（1）在钻井完井技术中首先是大位移钻井技术，可以在最大范围控制含油面积，减少平台数量，大幅度降低钻井成本问题，开发海滩和海上油气资源中是非常重要手段。

同时还要合理应用好密集型钻井技术，可以有效减少人工岛和固定平台数量，方便油井综合管理优势，在海滩和海上高效油气开发和采收中被广泛应用。

（2）长水平段水平钻井技术可以很好显现针对儲层有效管理，国内外都被广泛应用，已经成为渗透油气贮藏中置管重要技术手段。

水利喷射径向水平井技术中主要是在垂直井眼中进行一个或者多个层面钻井辐射分布处理，能够传统井部污染带，在一定程度上可以增加泄油和半径管理，适合老区的钻井问题处理，从而实现针对均衡驱替，挖掘剩余油，实现分段联合处理。

（3）随着钻井测量和控制技术应用，同时还需要合理使用磁性导向钻井技术，利用有源磁性测量仪器确定控制好井眼轨迹在层穿行和使用中口井精确连通的导向钻井技术，最主要钻井问题就是保障平行水平井和连通井，开采超稠油和煤层气和地下可溶性矿物质。