國(guó)內(nèi)外智能完井工藝技術(shù)

1、國(guó)內(nèi)外智能完井技術(shù)國(guó)內(nèi)外智能完井技術(shù)勝利油田分公司采油工藝研究院 2013年6月 一般認(rèn)為，智能是指?jìng)€(gè)體對(duì)客觀事物進(jìn)行合理分析，一般認(rèn)為，智能是指?jìng)€(gè)體對(duì)客觀事物進(jìn)行合理分析，判斷及有目的地行動(dòng)和有效地處理周圍環(huán)境事宜的綜合能判斷及有目的地行動(dòng)和有效地處理周圍環(huán)境事宜的綜合能力。力。 智能就是在巨大的搜索空間中迅速找到一個(gè)滿意解的能智能就是在巨大的搜索空間中迅速找到一個(gè)滿意解的能力。力。這一理論在這一理論在人工智能人工智能的發(fā)展史中有著重要的影響，的發(fā)展史中有著重要的影響，知知識(shí)工程、專家系統(tǒng)等都是在這一理論的影響下發(fā)展起來的識(shí)工程、專家系統(tǒng)等都是在這一理論的影響下發(fā)展起來的。 數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)邏輯智能

2、邏輯智能 是指有效地測(cè)量、計(jì)算、推理、歸納、分類、反饋，并是指有效地測(cè)量、計(jì)算、推理、歸納、分類、反饋，并進(jìn)行復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算的能力。這項(xiàng)智能包括對(duì)邏輯的方式和進(jìn)行復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算的能力。這項(xiàng)智能包括對(duì)邏輯的方式和關(guān)系，陳述和主張，功能及其他相關(guān)的關(guān)系，陳述和主張，功能及其他相關(guān)的抽象概念抽象概念的敏感性。的敏感性。提提 綱綱一、一、常規(guī)分注工藝技術(shù)簡(jiǎn)介與存在問題常規(guī)分注工藝技術(shù)簡(jiǎn)介與存在問題 二、常規(guī)完井工藝技術(shù)二、常規(guī)完井工藝技術(shù)概況概況三、智能完井工藝技術(shù)三、智能完井工藝技術(shù) 四、控制自流注水的智能完井技術(shù)四、控制自流注水的智能完井技術(shù)五、國(guó)內(nèi)注水井智能完井技術(shù)研究進(jìn)展五、國(guó)內(nèi)注水井智能完井技術(shù)

3、研究進(jìn)展外排環(huán)境外排環(huán)境低滲透層：強(qiáng)化注水低滲透層：強(qiáng)化注水高滲透層：停產(chǎn)停注高滲透層：停產(chǎn)停注中滲透層：控制注水和采出壓差中滲透層：控制注水和采出壓差采出液油水分離油水水質(zhì)凈化除油、除懸浮物水質(zhì)穩(wěn)定防腐、防垢、殺菌注水站 分層注水的實(shí)質(zhì)分層注水的實(shí)質(zhì)是是在注入井中下入封在注入井中下入封隔器，分隔各油層，隔器，分隔各油層，加強(qiáng)對(duì)中、低滲透加強(qiáng)對(duì)中、低滲透油層的注入量，而油層的注入量，而對(duì)高滲透層的注入對(duì)高滲透層的注入量進(jìn)行控制，防止量進(jìn)行控制，防止注入水的單層突進(jìn)注入水的單層突進(jìn)現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)均勻推現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)均勻推進(jìn)，提高油田的采進(jìn)，提高油田的采收率收率中國(guó)石油化工集團(tuán)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（中國(guó)石油化工集

4、團(tuán)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（Q/SH 0183Q/SH 018320082008）從目前來看，注水工作主要表現(xiàn)在粗放型從目前來看，注水工作主要表現(xiàn)在粗放型管理上，特別是在數(shù)據(jù)錄取和安全監(jiān)控方管理上，特別是在數(shù)據(jù)錄取和安全監(jiān)控方面。面。一方面，注水井生產(chǎn)參數(shù)數(shù)據(jù)由人工錄取，一方面，注水井生產(chǎn)參數(shù)數(shù)據(jù)由人工錄取，由于讀數(shù)受人為因素、使用儀器等方面影由于讀數(shù)受人為因素、使用儀器等方面影響，誤差較大；響，誤差較大；另一方面，注水井安全生產(chǎn)監(jiān)控工作較差，另一方面，注水井安全生產(chǎn)監(jiān)控工作較差，一般靠人工監(jiān)控，監(jiān)控工作與實(shí)現(xiàn)安全生一般靠人工監(jiān)控，監(jiān)控工作與實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)仍有很大差距。產(chǎn)仍有很大差距。由于目前數(shù)據(jù)錄取執(zhí)行由

5、于目前數(shù)據(jù)錄取執(zhí)行24小時(shí)錄取小時(shí)錄取1次標(biāo)準(zhǔn)次標(biāo)準(zhǔn)，水井生產(chǎn)異常時(shí)，異常數(shù)據(jù)無法錄取，由水井生產(chǎn)異常時(shí)，異常數(shù)據(jù)無法錄取，由于無法及時(shí)監(jiān)控導(dǎo)致水井停井或其它無法于無法及時(shí)監(jiān)控導(dǎo)致水井停井或其它無法正常生產(chǎn)的情況。正常生產(chǎn)的情況。另外由于受注水泵壓力波動(dòng)或干線原因，另外由于受注水泵壓力波動(dòng)或干線原因，注水量波動(dòng)大，注入水倒流引起地層出砂注水量波動(dòng)大，注入水倒流引起地層出砂現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生?，F(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。分注最重要的資料：注水指示曲線分注最重要的資料：注水指示曲線 注水指示曲線包括注水指示曲線包括全井注水指示曲線全井注水指示曲線和和分層注水指示曲線分層注水指示曲線兩種。兩種。 全井指示曲線就是井下各

6、注水層段在同時(shí)吸水時(shí)，注水壓力和全井吸全井指示曲線就是井下各注水層段在同時(shí)吸水時(shí)，注水壓力和全井吸水量之間的關(guān)系曲線。水量之間的關(guān)系曲線。 分層注水指示曲線是注水層段注入壓力和層段注入量之間的關(guān)系曲線。分層注水指示曲線是注水層段注入壓力和層段注入量之間的關(guān)系曲線。真實(shí)（或有效）注水指示曲線只與地層吸水能力有關(guān)，在直線上取兩點(diǎn)可真實(shí)（或有效）注水指示曲線只與地層吸水能力有關(guān)，在直線上取兩點(diǎn)可以求得以求得地層吸水指數(shù)地層吸水指數(shù)。1212PPQQK（5） Q2 Q1 P2 P1P（MPa） 注水指示曲線注水指示曲線注水指示曲線注水指示曲線全井全井注水層注水層1 1注水層注水層2 2技術(shù)組成：技術(shù)組

7、成： 井口防噴器、井口防噴器、 電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)超聲波流量計(jì)超聲波流量計(jì)1 1、分注井測(cè)試技術(shù)、分注井測(cè)試技術(shù) 2 2、分注井驗(yàn)封工藝技術(shù)、分注井驗(yàn)封工藝技術(shù) 都是瞬時(shí)參數(shù)，對(duì)于累積和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)都是瞬時(shí)參數(shù)，對(duì)于累積和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)都無法獲取，對(duì)于層段合格率采用一個(gè)都無法獲取，對(duì)于層段合格率采用一個(gè)瞬時(shí)數(shù)據(jù)我認(rèn)為是不合理的。瞬時(shí)數(shù)據(jù)我認(rèn)為是不合理的。中國(guó)石油化工集團(tuán)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)石油化工集團(tuán)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（Q/SH 0183Q/SH 018320082008）提提 綱綱一、一、常規(guī)分注工藝技術(shù)簡(jiǎn)介與存在問題常規(guī)分注工藝技術(shù)簡(jiǎn)介與存在問題 二、常規(guī)完井工藝技術(shù)二、常規(guī)完井工藝技術(shù)概況概況三、智能完井

8、工藝技術(shù)三、智能完井工藝技術(shù) 四、控制自流注水的智能完井技術(shù)四、控制自流注水的智能完井技術(shù)五、國(guó)內(nèi)注水井智能完井技術(shù)研究進(jìn)展五、國(guó)內(nèi)注水井智能完井技術(shù)研究進(jìn)展 完井：完井：顧名思義指的是油氣井完成，即顧名思義指的是油氣井完成，即根據(jù)油氣層的地根據(jù)油氣層的地址特征和開發(fā)開采的技術(shù)要求，在井底建立油氣層與油氣址特征和開發(fā)開采的技術(shù)要求，在井底建立油氣層與油氣井井筒之間的合理聯(lián)通渠道或連通方式井井筒之間的合理聯(lián)通渠道或連通方式。 不同的連通渠道就構(gòu)成了不同的完井方法。只有不同的連通渠道就構(gòu)成了不同的完井方法。只有根據(jù)油根據(jù)油氣藏類型和油氣層特性并考慮開發(fā)開采的技術(shù)要求去選擇氣藏類型和油氣層特性并考慮

9、開發(fā)開采的技術(shù)要求去選擇合理合理的完井方法才能有效地開發(fā)油氣田、延長(zhǎng)油氣井壽命、的完井方法才能有效地開發(fā)油氣田、延長(zhǎng)油氣井壽命、提高采收率、提高油田的的總體開發(fā)效益。提高采收率、提高油田的的總體開發(fā)效益。合理完井方式方法的基本要求1、油氣層和井筒之間應(yīng)保持最佳的連同條件、油氣層所受的損害最小2、油氣層和井筒之間應(yīng)具有盡可能大的滲流面積、油氣入井阻力最小3、應(yīng)能有效地封隔油氣水層，防止氣竄和水竄，防止層間的相互干擾4、應(yīng)能有效地防止油層出砂、井壁垮塌、確保油井長(zhǎng)期生產(chǎn)5、應(yīng)具備進(jìn)行分層注水、注氣、分層壓裂、酸化等分層措施以及便于人工舉升和井下作業(yè)等條件6、稠油油藏要能達(dá)到熱采：蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)的

10、要求7、油田開發(fā)后期具備側(cè)鉆定向井和水平井的條件8、施工工藝盡可能簡(jiǎn)便成本盡可能低 目前還發(fā)展了：水平井壓裂完井、水平井分段壓裂完井、壓裂防砂完井等。完井方式的分類完井方式的分類 以上這些都是簡(jiǎn)單的完井，而近十幾年興起的智能完井才是最先進(jìn)的，以上這些都是簡(jiǎn)單的完井，而近十幾年興起的智能完井才是最先進(jìn)的，可以適用于復(fù)雜地質(zhì)條件、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井、海洋井特別是海底井口井，陸地井可以適用于復(fù)雜地質(zhì)條件、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井、海洋井特別是海底井口井，陸地井的應(yīng)用也越來越多，發(fā)展前景不斷擴(kuò)大。的應(yīng)用也越來越多，發(fā)展前景不斷擴(kuò)大。 完井是鉆井工程和采油工程的結(jié)合。到目前為完井是鉆井工程和采油工程的結(jié)合。到目前為止，我國(guó)還

11、沒有認(rèn)識(shí)到這個(gè)問題。還是狹義的指止，我國(guó)還沒有認(rèn)識(shí)到這個(gè)問題。還是狹義的指鉆井完井，而應(yīng)該把采油拿進(jìn)來。鉆井完井，而應(yīng)該把采油拿進(jìn)來。 目前看來完井工程越來越重要，特別是復(fù)雜目前看來完井工程越來越重要，特別是復(fù)雜結(jié)構(gòu)井、深井、海洋井。在一口井的總成本中完結(jié)構(gòu)井、深井、海洋井。在一口井的總成本中完井占到井占到50%50%以上；為了保證質(zhì)量國(guó)外很多開發(fā)公司以上；為了保證質(zhì)量國(guó)外很多開發(fā)公司都規(guī)定完井占到都規(guī)定完井占到50%50%以上，而且只能多不能少，完以上，而且只能多不能少，完井方案由地質(zhì)開發(fā)采油鉆井等部門共同研究設(shè)計(jì)。井方案由地質(zhì)開發(fā)采油鉆井等部門共同研究設(shè)計(jì)。提提 綱綱一、一、常規(guī)分注工藝技

12、術(shù)簡(jiǎn)介與存在問題常規(guī)分注工藝技術(shù)簡(jiǎn)介與存在問題 二、常規(guī)完井工藝技術(shù)二、常規(guī)完井工藝技術(shù)概況概況三、智能完井工藝技術(shù)三、智能完井工藝技術(shù)四、控制自流注水的智能完井技術(shù)四、控制自流注水的智能完井技術(shù)五、國(guó)內(nèi)注水井智能完井技術(shù)研究進(jìn)展五、國(guó)內(nèi)注水井智能完井技術(shù)研究進(jìn)展 2O 2O世紀(jì)世紀(jì)8O8O年代，國(guó)外部分油田開始對(duì)采油樹和油嘴附近的年代，國(guó)外部分油田開始對(duì)采油樹和油嘴附近的地面?zhèn)鞲衅鬟M(jìn)行遠(yuǎn)程控制，對(duì)地下安全閥進(jìn)行遠(yuǎn)程液壓控制，地面?zhèn)鞲衅鬟M(jìn)行遠(yuǎn)程控制，對(duì)地下安全閥進(jìn)行遠(yuǎn)程液壓控制，對(duì)采油樹閥門進(jìn)行液壓或電、液組合控制，可以進(jìn)行初級(jí)的智對(duì)采油樹閥門進(jìn)行液壓或電、液組合控制，可以進(jìn)行初級(jí)的智能化管理

13、。但是還沒有完全提出智能完井的概念。能化管理。但是還沒有完全提出智能完井的概念。 2O2O世紀(jì)世紀(jì) 9090年代，隨著各種永久性置入傳感器可靠性的提高年代，隨著各種永久性置入傳感器可靠性的提高以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展， 國(guó)外提出了無須實(shí)施修井作業(yè)國(guó)外提出了無須實(shí)施修井作業(yè)的新技術(shù)的新技術(shù)智能井技術(shù)。該技術(shù)將油藏動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)控智能井技術(shù)。該技術(shù)將油藏動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)控制結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了井下壓力、溫度測(cè)量和流量控制，智能制結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了井下壓力、溫度測(cè)量和流量控制，智能完井技術(shù)的發(fā)展邁上了新臺(tái)階。真正有了智能完井技術(shù)。為提完井技術(shù)的發(fā)展邁上了新臺(tái)階。真正有了

14、智能完井技術(shù)。為提高油藏經(jīng)營(yíng)管理水平提供了一條嶄新的途徑。高油藏經(jīng)營(yíng)管理水平提供了一條嶄新的途徑。 1 1、智能完井系統(tǒng)的由來、智能完井系統(tǒng)的由來1 1、智能完井系統(tǒng)的由來、智能完井系統(tǒng)的由來智能完井系統(tǒng)智能完井系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)注采管是一個(gè)實(shí)時(shí)注采管理網(wǎng)絡(luò)理網(wǎng)絡(luò)，在井中安裝可獲得井下油在井中安裝可獲得井下油氣生產(chǎn)信息的永久性傳感器，實(shí)時(shí)氣生產(chǎn)信息的永久性傳感器，實(shí)時(shí)采集井下壓力、溫度、流量等參數(shù)，采集井下壓力、溫度、流量等參數(shù)，通過通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和控制設(shè)備，在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和控制設(shè)備，在地面進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和決策分析，形地面進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和決策分析，形成油藏管理決策信息，并通過控制成油藏管理決策信息，

15、并通過控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)反饋到井下對(duì)油層進(jìn)行生系統(tǒng)實(shí)時(shí)反饋到井下對(duì)油層進(jìn)行生產(chǎn)、注氣、注水遙控、提高油井生產(chǎn)、注氣、注水遙控、提高油井生產(chǎn)狀態(tài)的產(chǎn)狀態(tài)的生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)系統(tǒng)。通過智能井可。通過智能井可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，達(dá)到優(yōu)化產(chǎn)能的以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，達(dá)到優(yōu)化產(chǎn)能的目的目的BakerHughes公司公司 InForce系統(tǒng)系統(tǒng)2 2、智能完井系統(tǒng)的定義、智能完井系統(tǒng)的定義有多個(gè)定義有多個(gè)定義智能完井系統(tǒng)定義智能完井系統(tǒng)定義 具有采集、傳輸及分析井眼生產(chǎn)數(shù)據(jù)、油藏?cái)?shù)據(jù)和具有采集、傳輸及分析井眼生產(chǎn)數(shù)據(jù)、油藏?cái)?shù)據(jù)和完井綜合數(shù)據(jù)能力，以遠(yuǎn)程控制方式改善油藏動(dòng)態(tài)完井綜合數(shù)據(jù)能力，以遠(yuǎn)程控制方式改善油藏動(dòng)態(tài)和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的

16、和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)。2 2、智能完井系統(tǒng)的定義、智能完井系統(tǒng)的定義 一口智能井使作業(yè)者能夠遙控油一口智能井使作業(yè)者能夠遙控油井（流體）流動(dòng)或注入井下，在該油井（流體）流動(dòng)或注入井下，在該油藏不需要人工（或物理）干預(yù)的情況藏不需要人工（或物理）干預(yù)的情況下，即可實(shí)現(xiàn)油氣井產(chǎn)量和油藏管理下，即可實(shí)現(xiàn)油氣井產(chǎn)量和油藏管理過程最優(yōu)化。過程最優(yōu)化。BakerHughes公司公司 InForce系統(tǒng)系統(tǒng)2 2、智能完井系統(tǒng)的定義、智能完井系統(tǒng)的定義井下永久性傳感器井下永久性傳感器實(shí)時(shí)采集壓力、溫度、流量實(shí)時(shí)采集壓力、溫度、流量自動(dòng)反饋和遙控自動(dòng)反饋和遙控注采管理網(wǎng)絡(luò)注采管理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集和決策分析

17、數(shù)據(jù)收集和決策分析定義的核心？定義的核心？3 3、為什么要實(shí)施智能完井技術(shù)、為什么要實(shí)施智能完井技術(shù)多層系油藏、非均質(zhì)多層系油藏、非均質(zhì) 各層壓力流量不同分層系開采，一套各層壓力流量不同分層系開采，一套層系一套井網(wǎng)、鉆井成本高。層系一套井網(wǎng)、鉆井成本高。如果采用一套井如果采用一套井網(wǎng)就需要分層注網(wǎng)就需要分層注水、分層采油，水、分層采油，需要控制產(chǎn)量和需要控制產(chǎn)量和注水量。注水量。低滲透層：強(qiáng)化注水低滲透層：強(qiáng)化注水高滲透層：停產(chǎn)停注高滲透層：停產(chǎn)停注中滲透層：控制注水和采出壓差中滲透層：控制注水和采出壓差3 3、為什么要實(shí)施智能完井技術(shù)、為什么要實(shí)施智能完井技術(shù)勝利是多層系油藏、非均質(zhì)勝利是多

18、層系油藏、非均質(zhì)多套層系共同開采開采多套層系共同開采開采 分層注水、分層采油分層注水、分層采油整裝、復(fù)雜斷塊、海上油藏層數(shù)較整裝、復(fù)雜斷塊、海上油藏層數(shù)較多，有必要細(xì)分開發(fā)層系多，有必要細(xì)分開發(fā)層系辛辛47-14-47-14-辛辛47-347-3井南北向油藏剖面圖井南北向油藏剖面圖面積：面積：1.1km1.1km2 2儲(chǔ)量：儲(chǔ)量：693693萬噸萬噸含水：含水：93.6%93.6%；采收率：采收率：38.738.7采出程度：采出程度：33.7%33.7%含油小層含油小層8989個(gè)個(gè)含油井段含油井段638m638m3 3、為什么要實(shí)施智能完井技術(shù)、為什么要實(shí)施智能完井技術(shù)4 4、智能完井技術(shù)研發(fā)

19、公司、智能完井技術(shù)研發(fā)公司 BakerHughes研制了石油行業(yè)第一套高級(jí)智能完井系統(tǒng)。INCHARGE智能完井系統(tǒng)。 SIB.研制了第一套全智能電控完井系統(tǒng)于2008年8月在WYTCH-FARM應(yīng)用，當(dāng)老井眼出水時(shí)，老井眼的兩個(gè)分支井眼進(jìn)行控制，從而有效回復(fù)產(chǎn)能。另外還在北海安裝了可回收的流量控制器 ABB和Roxar等幾家公司都開發(fā)了對(duì)井下進(jìn)行監(jiān)控的智能完井技術(shù)。 Weatherford公司光纖控制技術(shù) 森薩(Sensa)技術(shù)是把一根連續(xù)光纖下入液力控制管線，從而可以提供全井的溫度剖面。 智能完井系統(tǒng)從1997年投入應(yīng)用以來，在國(guó)外得到了迅猛的發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止到2006年已安裝或部

20、分安裝智能井系統(tǒng)的油氣井已超過1000口。4 4、智能完井技術(shù)研發(fā)公司、智能完井技術(shù)研發(fā)公司 WellDynamics公司在智能完井技術(shù)市場(chǎng)上處于領(lǐng)先地位。該公司公司在智能完井技術(shù)市場(chǎng)上處于領(lǐng)先地位。該公司是是Halliburton能源公司和能源公司和Shell石油公司合資成立的風(fēng)險(xiǎn)投資公司。該石油公司合資成立的風(fēng)險(xiǎn)投資公司。該公司為油田提供世界頂級(jí)的油藏監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)。公司為油田提供世界頂級(jí)的油藏監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)。 到目前為止，到目前為止，WellDynamics在世界智能井安裝市場(chǎng)上的份額占到了在世界智能井安裝市場(chǎng)上的份額占到了60%，包括，包括200套套SmartWell系統(tǒng)和系統(tǒng)和372

21、套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，安裝范圍涉及深海、套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，安裝范圍涉及深海、墨西哥灣水下油井以及中東陸上油井。墨西哥灣水下油井以及中東陸上油井。 2001年以來截止到年以來截止到2006年年2月月6日的智能井安裝統(tǒng)計(jì)情況。日的智能井安裝統(tǒng)計(jì)情況。系統(tǒng)系統(tǒng) 井?dāng)?shù)井?dāng)?shù) 層段數(shù)層段數(shù) 生產(chǎn)井生產(chǎn)井 注入井注入井 SCRAMS 2989227數(shù)字液壓系統(tǒng)數(shù)字液壓系統(tǒng)1549150直接液壓系統(tǒng)直接液壓系型微型/小型液壓系統(tǒng)小型液壓系統(tǒng)2235202總計(jì)總計(jì)20044817425液壓促動(dòng)，可控液壓促動(dòng)，可控制制1 13 3層，每層一根層，每層一根1/4in1/4in控制線再加另外控制線再加另外一

22、根控制線，開關(guān)一根控制線，開關(guān)控制?？刂啤nForceInForce系統(tǒng)系統(tǒng)BakerHughes公司公司系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全電子化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全電子化, ,采用電采用電力和控制閥及無級(jí)調(diào)節(jié)閥門。力和控制閥及無級(jí)調(diào)節(jié)閥門。 穿越封隔器和井口的穿越封隔器和井口的控制線是單根?？煽刂埔豢诳刂凭€是單根?？煽刂埔豢诰畠?nèi)最多井內(nèi)最多1212層；一套地面控層；一套地面控制系統(tǒng)可監(jiān)控制系統(tǒng)可監(jiān)控1212口井。口井。 對(duì)現(xiàn)有水下采油樹做對(duì)現(xiàn)有水下采油樹做很小的改進(jìn)或根本不要改進(jìn)，很小的改進(jìn)或根本不要改進(jìn)，就可以用。就可以用。 InChargeInCharge系統(tǒng)系統(tǒng)BakerHughes公司公司InChargeInCha

23、rge系統(tǒng)系統(tǒng)7in.7in.3 1/2in.3 1/2in.9 5/8in.9 5/8in.5 1/2in.5 1/2in.最大耐溫最大耐溫125125125125最大耐壓最大耐壓7500/10000psi7500/10000psi6300psi6300psi最小內(nèi)徑最小內(nèi)徑IDID69.85mm/71.42mm69.85mm/71.42mm69.85mm/71.42mm69.85mm/71.42mm層數(shù)層數(shù)12121212地面控制線數(shù)量地面控制線數(shù)量1 11 1材料材料1313CrCr，因康鎳合金，因康鎳合金718718，414041401313CrCr，因康鎳合金，因康鎳合金718718

24、，41404140最大啟動(dòng)力最大啟動(dòng)力6000lb6000lb10000lb10000lbBakerHughes公司公司 也可被機(jī)械關(guān)開也可被機(jī)械關(guān)開 非彈性元件的密封方式非彈性元件的密封方式 大的流入面積大的流入面積 減少減少了液壓控制管線數(shù)量了液壓控制管線數(shù)量 可以可以最多控制最多控制4個(gè)個(gè)ROSS 可以用于座封封隔器可以用于座封封隔器 采用球形關(guān)閉閥設(shè)計(jì)采用球形關(guān)閉閥設(shè)計(jì) 液壓液壓控制或者機(jī)械關(guān)開控制或者機(jī)械關(guān)開遠(yuǎn)程遠(yuǎn)程操控滑套操控滑套R(shí)OSS 完井隔離閥完井隔離閥 CIV液壓液壓控制調(diào)整分配裝置控制調(diào)整分配裝置HCAUWeatherfordWeatherford公司公司控制系統(tǒng)采用液壓

25、控制技術(shù)，簡(jiǎn)單可靠控制系統(tǒng)采用液壓控制技術(shù)，簡(jiǎn)單可靠5、智能完井系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)智能完井系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)智能完井系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)：井下生產(chǎn)流體控制系統(tǒng)及技術(shù)井下生產(chǎn)流體控制系統(tǒng)及技術(shù)井下信息采集傳感系統(tǒng)及技術(shù)井下信息采集傳感系統(tǒng)及技術(shù)井下數(shù)據(jù)傳輸及連通系統(tǒng)井下數(shù)據(jù)傳輸及連通系統(tǒng)地面數(shù)據(jù)采集、分析和反饋系統(tǒng)地面數(shù)據(jù)采集、分析和反饋系統(tǒng)BakerHughes公司公司 InForce系統(tǒng)系統(tǒng)5、智能完井系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)主控主控管線管線 (開啟開啟)副控管副控管線線 (關(guān)閉關(guān)閉)成對(duì)的控成對(duì)的控制管線制管線外接口外接口ROSS #1ROSS #2ROSS #3 層段控制閥層段控制閥是智能完井中的關(guān)鍵工具，達(dá)到是智能完

26、井中的關(guān)鍵工具，達(dá)到優(yōu)化流量等目的。主要有開關(guān)類和節(jié)流類優(yōu)化流量等目的。主要有開關(guān)類和節(jié)流類。主要用途：主要用途：節(jié)流一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)層，調(diào)整儲(chǔ)層間節(jié)流一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)層，調(diào)整儲(chǔ)層間 的壓力、流體流速流量的壓力、流體流速流量（節(jié)流類）（節(jié)流類） 關(guān)閉、開啟一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)層關(guān)閉、開啟一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)層（開關(guān)類）（開關(guān)類）1 1）井下生產(chǎn)流體控制系統(tǒng)及技術(shù)）井下生產(chǎn)流體控制系統(tǒng)及技術(shù)右圖是由液壓控制調(diào)整分右圖是由液壓控制調(diào)整分配裝置配裝置HCAUHCAU控制的控制的多個(gè)遠(yuǎn)多個(gè)遠(yuǎn)程操控層段控制閥（程操控層段控制閥（ROSSROSS）減少液壓控制管線數(shù)量減少液壓控制管線數(shù)量 。主要包括：主要包括：層段控制閥層段控制

27、閥和和封隔器封隔器WeatherfordWeatherford公司公司進(jìn)油口傳壓管內(nèi)管 液控滑套結(jié)構(gòu)示意圖液控滑套結(jié)構(gòu)示意圖圖2 液控滑 套 結(jié) 構(gòu)示意圖3% 打開6% 打開9% 打開12% 打開15% 打開20% 打開100% 打開 油嘴式液控滑套軌道示意圖油嘴式液控滑套軌道示意圖液壓式智能完井系統(tǒng)核心工具液壓式智能完井系統(tǒng)核心工具液控滑套、油嘴式滑套液控滑套、油嘴式滑套 原始狀態(tài)時(shí)，內(nèi)管處于短軌道的上死點(diǎn)，液控滑套內(nèi)管上的進(jìn)油口與外管的進(jìn)油口不連通。工具下井后，通過操作液控箱，壓力經(jīng)傳壓管傳遞到內(nèi)管，在啟動(dòng)壓差的作用下，內(nèi)管向下移動(dòng)到軌道的下死點(diǎn)，內(nèi)管上的進(jìn)油口與外管的進(jìn)油口仍不連通，卸壓

28、，內(nèi)管在彈簧力的作用下回到長(zhǎng)軌道的上死點(diǎn)，內(nèi)管上的進(jìn)油口與外管的進(jìn)油口連通，井內(nèi)的流體進(jìn)入滑套。再次打壓，滑套會(huì)關(guān)閉。 油嘴式液控滑套軌道示意圖見圖其他油嘴式液控滑套軌道示意圖見圖其他結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)液控滑套結(jié)構(gòu)相同。結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)液控滑套結(jié)構(gòu)相同。 由由圖中可以看出，油嘴式液控滑套調(diào)節(jié)圖中可以看出，油嘴式液控滑套調(diào)節(jié)流量的量值共有流量的量值共有7級(jí)。級(jí)。液壓式智能完井系統(tǒng)核心工具液壓式智能完井系統(tǒng)核心工具液控滑套、油嘴式滑套液控滑套、油嘴式滑套 該井主井眼尺寸為該井主井眼尺寸為95/8，兩分支井眼尺寸為，兩分支井眼尺寸為81/2，2003年年3月，在該井上月，在該井上首次成功地配套應(yīng)用了分支井首次成功

29、地配套應(yīng)用了分支井3級(jí)完井與級(jí)完井與Inforce完井系統(tǒng)。如圖所示，上分支的完井系統(tǒng)。如圖所示，上分支的液體通過管柱直接進(jìn)入主井眼套管中，下分支的液體則經(jīng)過管柱和液控滑套進(jìn)液體通過管柱直接進(jìn)入主井眼套管中，下分支的液體則經(jīng)過管柱和液控滑套進(jìn)入主井眼套管，與上分支的液體混合后，由電潛泵泵送到地面。若下分支見水，入主井眼套管，與上分支的液體混合后，由電潛泵泵送到地面。若下分支見水，可通過地面加液壓，關(guān)閉液控滑套，只生產(chǎn)上分支。需要時(shí)，再通過地面設(shè)備可通過地面加液壓，關(guān)閉液控滑套，只生產(chǎn)上分支。需要時(shí)，再通過地面設(shè)備打開液控滑套。打開液控滑套。 智能完井管柱在智能完井管柱在Oman 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用管現(xiàn)場(chǎng)

30、應(yīng)用管柱示意圖柱示意圖阿曼阿曼Mukhaizna油田利用分支井油田利用分支井技術(shù)開發(fā)砂巖稠技術(shù)開發(fā)砂巖稠油油藏。油油藏。無級(jí)可調(diào)層段控制閥無級(jí)可調(diào)層段控制閥 (IV-ICV)(IV-ICV) ICVICV裝有多位置流量微調(diào)裝置可調(diào)裝有多位置流量微調(diào)裝置可調(diào)層段控制閥與傳感器驅(qū)動(dòng)模塊耦合層段控制閥與傳感器驅(qū)動(dòng)模塊耦合在一起，來操作油嘴，在一起，來操作油嘴， ICVICV適用于適用于開開/ /關(guān)控制也適用于更靈活的節(jié)流關(guān)控制也適用于更靈活的節(jié)流操作。可逐漸將節(jié)流閥狀態(tài)控制到操作。可逐漸將節(jié)流閥狀態(tài)控制到100100個(gè)位置，實(shí)現(xiàn)高精度的井下流個(gè)位置，實(shí)現(xiàn)高精度的井下流動(dòng)控制。動(dòng)控制。 ICV與以往的

31、設(shè)計(jì)相比，該智能閥與以往的設(shè)計(jì)相比，該智能閥采用了壓力平衡滑套，壓力高達(dá)采用了壓力平衡滑套，壓力高達(dá)15,000 psi ，消除了閉合銷機(jī)制，從，消除了閉合銷機(jī)制，從而可以減少工具長(zhǎng)度。而可以減少工具長(zhǎng)度。 該閥心軸的設(shè)計(jì)也采用了轉(zhuǎn)向外形，該閥心軸的設(shè)計(jì)也采用了轉(zhuǎn)向外形，液壓動(dòng)力改變驅(qū)動(dòng)套筒機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向。液壓動(dòng)力改變驅(qū)動(dòng)套筒機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向。 ICV的液壓室提供優(yōu)質(zhì)的熱塑性密的液壓室提供優(yōu)質(zhì)的熱塑性密封件，工作在高驅(qū)動(dòng)壓力和在很寬的封件，工作在高驅(qū)動(dòng)壓力和在很寬的溫度范圍（溫度范圍（40-330 F）。這些密封）。這些密封件具有較高的化學(xué)適用性和耐高溫能件具有較高的化學(xué)適用性和耐高溫能力。該密封設(shè)計(jì)提供冗

32、余和密封完整力。該密封設(shè)計(jì)提供冗余和密封完整性，從而最大限度地減少災(zāi)難性故障性，從而最大限度地減少災(zāi)難性故障發(fā)生。發(fā)生。 ICV的籠罩結(jié)構(gòu)，主要用于雙層、的籠罩結(jié)構(gòu)，主要用于雙層、堆積礫石充填的施工。堆積礫石充填的施工。 封隔器封隔器抽油泵抽油泵油水層油水層丟手丟手液壓換層開關(guān)液壓換層開關(guān)封隔器封隔器絲堵絲堵液壓換層開關(guān)液壓換層開關(guān)封隔器封隔器液壓換層開關(guān)液壓換層開關(guān)油水層油水層油水層油水層技術(shù)指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)：可實(shí)現(xiàn)23層任意反復(fù)換層生產(chǎn)；承壓：25MPa ，耐溫150。適應(yīng)性分析：適應(yīng)性分析：出砂、結(jié)垢輕微油井；可應(yīng)用于5 1/2in套管及以上直/斜井、定向井；套管完好，油層以上套管試壓15

33、MPa無滲漏。國(guó)內(nèi)不動(dòng)管柱換層開關(guān)工藝技術(shù)國(guó)內(nèi)不動(dòng)管柱換層開關(guān)工藝技術(shù)實(shí)際就是一個(gè)液控開關(guān)實(shí)際就是一個(gè)液控開關(guān) 換層開關(guān)控制方式為液壓方式：換層開關(guān)控制方式為液壓方式：換層時(shí)，套管加液壓，推動(dòng)換層換層時(shí)，套管加液壓，推動(dòng)換層開關(guān)活塞運(yùn)動(dòng)，通過變換長(zhǎng)短軌開關(guān)活塞運(yùn)動(dòng)，通過變換長(zhǎng)短軌道實(shí)現(xiàn)換層開關(guān)的開與關(guān)。道實(shí)現(xiàn)換層開關(guān)的開與關(guān)。5、智能完井系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 封隔器封隔器也是也是智能完井中的核心工具。智能完井中的核心工具。 主要用途：主要用途：進(jìn)行各個(gè)地層分隔進(jìn)行各個(gè)地層分隔 主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：必須必須1 1）井下生產(chǎn)流體控制系統(tǒng)及技術(shù)）井下生產(chǎn)流體控制系統(tǒng)及技術(shù) HF-1HF-1封隔器就封隔器就是

34、智能完井封隔器是智能完井封隔器之一。之一。 設(shè)計(jì)有專門的設(shè)計(jì)有專門的電子與液壓控制線電子與液壓控制線的旁通孔，不用進(jìn)的旁通孔，不用進(jìn)行拼接。行拼接。 可被用作頂部生可被用作頂部生產(chǎn)封隔器，又可用產(chǎn)封隔器，又可用作下部封隔器以隔作下部封隔器以隔離鄰近層段。離鄰近層段。5、智能完井系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)1 1）井下生產(chǎn)流體控制系統(tǒng)及技術(shù)）井下生產(chǎn)流體控制系統(tǒng)及技術(shù)國(guó)外封隔器：一般采用可取式封隔器國(guó)外封隔器：一般采用可取式封隔器, ,耐溫可達(dá)耐溫可達(dá)150150，耐壓，耐壓50MPa50MPa，由于沒有不動(dòng)管柱洗井的要求，封，由于沒有不動(dòng)管柱洗井的要求，封隔器上無洗井通道，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單隔器上無洗井通道，結(jié)構(gòu)比

35、較簡(jiǎn)單; ;管柱能有效防止地管柱能有效防止地層反吐，故其工作壽命達(dá)層反吐，故其工作壽命達(dá)3 3年以上，可適用于深井和高年以上，可適用于深井和高壓注水井，能夠滿足各類油藏分層注水開發(fā)的需要。壓注水井，能夠滿足各類油藏分層注水開發(fā)的需要。 國(guó)內(nèi)封隔器的密封壓力可高達(dá)國(guó)內(nèi)封隔器的密封壓力可高達(dá)35MPa，耐溫可以，耐溫可以達(dá)到達(dá)到150 （氫化丁腈橡膠）（氫化丁腈橡膠）適用于各油田分層注水適用于各油田分層注水井、需保護(hù)套管井以及套管損壞需卡漏的井以及采油井、需保護(hù)套管井以及套管損壞需卡漏的井以及采油井。壽命達(dá)不到國(guó)外的技術(shù)指標(biāo)井。壽命達(dá)不到國(guó)外的技術(shù)指標(biāo)。國(guó)內(nèi)封隔器與國(guó)外封隔器的區(qū)別國(guó)內(nèi)封隔器與國(guó)外

36、封隔器的區(qū)別5、智能完井系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)5、智能完井系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)5、智能完井系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)5、智能完井系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)5、智能完井系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 井下信息采集傳感系統(tǒng)包括三個(gè)方面：井下信息采集傳感系統(tǒng)包括三個(gè)方面： 溫度壓力傳感器溫度壓力傳感器 流量及流體組分傳感器流量及流體組分傳感器 儲(chǔ)層成像儲(chǔ)層成像（發(fā)展方向）（發(fā)展方向） 主要用途：主要用途：數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集 傳感器近幾年主要發(fā)展光纖傳感器，尤其是傳感器近幾年主要發(fā)展光纖傳感器，尤其是WeatherfordWeatherford公司已經(jīng)開發(fā)出適用于井下的光纖式壓力、溫度、流量傳感器。公司已經(jīng)開發(fā)出適用于井下的光纖式壓力、溫度、流量傳感器。美國(guó)德克薩斯

37、正在研制：納米傳感器。美國(guó)德克薩斯正在研制：納米傳感器。2 2）井下信息采集傳感系統(tǒng)及技術(shù)）井下信息采集傳感系統(tǒng)及技術(shù)帶控制管線旁路的井下壓力計(jì)工作筒帶控制管線旁路的井下壓力計(jì)工作筒 5、智能完井系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 井下數(shù)據(jù)傳輸及連通系統(tǒng)包括：井下數(shù)據(jù)傳輸及連通系統(tǒng)包括： 專用雙絞線專用雙絞線 電纜電纜 液壓控制管線液壓控制管線 光纖光纖 電纜、管線保護(hù)裝置電纜、管線保護(hù)裝置 該系統(tǒng)關(guān)系到整個(gè)智能完井系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定，為了使系統(tǒng)中的該系統(tǒng)關(guān)系到整個(gè)智能完井系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定，為了使系統(tǒng)中的液壓管線、電纜、光纖不被損壞，都要把這些線封裝在一起。液壓管線、電纜、光纖不被損壞，都要把這些線封裝在一起。3

38、 3）井下數(shù)據(jù)傳輸及連通系統(tǒng)）井下數(shù)據(jù)傳輸及連通系統(tǒng)5、智能完井系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 地面數(shù)據(jù)采集、分析和反饋系統(tǒng)包括：計(jì)算機(jī)或單板機(jī)；地面數(shù)據(jù)采集、分析和反饋系統(tǒng)包括：計(jì)算機(jī)或單板機(jī)；電源；泵組；計(jì)算分析軟件。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、處理、并反饋到電源；泵組；計(jì)算分析軟件。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、處理、并反饋到井下系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)生產(chǎn)管理。井下系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)生產(chǎn)管理。4 4）地面數(shù)據(jù)采集、分析和反饋系統(tǒng)）地面數(shù)據(jù)采集、分析和反饋系統(tǒng)電源電源模塊模塊微 機(jī) 控 制微 機(jī) 控 制中心中心數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理系統(tǒng)預(yù)處理系統(tǒng)地面到井下地面到井下傳輸系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)打印系統(tǒng)或打印系統(tǒng)或繪圖系統(tǒng)繪圖系統(tǒng)井下井下SCRAMSSCRA

39、MS兩層示意圖兩層示意圖在每口井上使用了一條液壓控制管線和一條電力控制管線。在每口井上使用了一條液壓控制管線和一條電力控制管線。安裝了第二條液壓和電力控制管線，作為備用系統(tǒng)的一部分。安裝了第二條液壓和電力控制管線，作為備用系統(tǒng)的一部分。SCRAMS（地面控制油藏分析與管理系統(tǒng)）組成（地面控制油藏分析與管理系統(tǒng)）組成斯倫貝謝公司斯倫貝謝公司 控制線控制線6060穿越油井穿越油井, ,控制線可控制線可以是電子的、液壓的或者光以是電子的、液壓的或者光纖的。纖的。專利專利“智能井系統(tǒng)與方法智能井系統(tǒng)與方法” 核心是具有大量轉(zhuǎn)換裝置的篩管核心是具有大量轉(zhuǎn)換裝置的篩管基管基管過濾介質(zhì)過濾介質(zhì)分流管分流管傳

40、感器傳感器護(hù)罩護(hù)罩專利專利“智能井系統(tǒng)與方法智能井系統(tǒng)與方法” 分流管在礫分流管在礫石充填中，石充填中，作為砂漿傳作為砂漿傳送的通道，送的通道，可以減少形可以減少形成砂橋的可成砂橋的可能性，提高能性，提高礫石充填率。礫石充填率。控制線控制線通道通道8282要保證有一要保證有一定的深度以容納定的深度以容納控制線控制線6060 傳感器傳感器62a62a放置放置在分流管內(nèi)在分流管內(nèi) 斯倫貝謝公司斯倫貝謝公司篩管剖視圖篩管剖視圖6、智能完井技術(shù)的主要功能1）遙測(cè)：）遙測(cè)：在油藏條件下液流在油在油藏條件下液流在油井中流動(dòng)或注入。井中流動(dòng)或注入。2）遙控：）遙控：在油藏選擇性層段遙控在油藏選擇性層段遙控油

41、井的液流流動(dòng)和注入。油井的液流流動(dòng)和注入。3）最優(yōu)化：）最優(yōu)化：生產(chǎn)和油藏管理方法生產(chǎn)和油藏管理方法最優(yōu)化。最優(yōu)化。4）液流監(jiān)測(cè)：）液流監(jiān)測(cè)：永久式傳感器：溫永久式傳感器：溫度壓力流量、流體性質(zhì)。度壓力流量、流體性質(zhì)。5）液流控制：）液流控制：地面控制的井下閥地面控制的井下閥門門ICV。6）液流最優(yōu)化：）液流最優(yōu)化：由傳感器采集到由傳感器采集到的信息輸入分選機(jī)，版主決策，給的信息輸入分選機(jī)，版主決策，給液流控制儀指令，從而調(diào)控液流方液流控制儀指令，從而調(diào)控液流方向流量等。向流量等。7、注水井智能完井系統(tǒng)特點(diǎn)智能完井系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)智能完井系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)：1 1）智能完井單井優(yōu)點(diǎn)：）智能完井單井優(yōu)點(diǎn)：

42、 延長(zhǎng)油井的生產(chǎn)周期，提高開采效率；減少修延長(zhǎng)油井的生產(chǎn)周期，提高開采效率；減少修井的頻率和成本；提高操作的安全性。井的頻率和成本；提高操作的安全性。2 2）智能完井對(duì)于油藏管理優(yōu)點(diǎn)：）智能完井對(duì)于油藏管理優(yōu)點(diǎn)： 具有地面遙控功能，便于管理，適用于海上或具有地面遙控功能，便于管理，適用于海上或沙漠中的油田；沙漠中的油田； 智能完井具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，測(cè)試資料連續(xù)，智能完井具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，測(cè)試資料連續(xù)，能夠克服不穩(wěn)定試井分析引起的模糊性和不確定能夠克服不穩(wěn)定試井分析引起的模糊性和不確定性；性； 智能完井監(jiān)測(cè)的資料廣泛，提供信息量大，有智能完井監(jiān)測(cè)的資料廣泛，提供信息量大，有利于提高油藏管理；利于

43、提高油藏管理； 智能完井可以控制氣、水錐進(jìn)，加速開采，提智能完井可以控制氣、水錐進(jìn)，加速開采，提高油田最終采收率。高油田最終采收率。BakerHughes公司公司 InForce系統(tǒng)系統(tǒng)7、注水井智能完井系統(tǒng)特點(diǎn)智能完井系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)智能完井系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)：3 3）自動(dòng)注水、注氣、采油、自動(dòng)氣舉）自動(dòng)注水、注氣、采油、自動(dòng)氣舉 能夠有序管理油氣水層，按照管理者能夠有序管理油氣水層，按照管理者的意圖控制各層流體流動(dòng)的意圖控制各層流體流動(dòng) 可以實(shí)現(xiàn)分段封隔、分段壓裂可以實(shí)現(xiàn)分段封隔、分段壓裂 可以分層也可以合采合注可以分層也可以合采合注 BakerHughes公司公司 InForce系統(tǒng)系統(tǒng)7、注水井

44、智能完井系統(tǒng)特點(diǎn)8、注水井智能完井系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域1）控制流入，包括不希望的地層流出液流、）控制流入，包括不希望的地層流出液流、控水控水2）分布式注入）分布式注入3）有控制的分采）有控制的分采-合采合采4）自動(dòng)氣舉）自動(dòng)氣舉5）自流注水）自流注水6）組分組合）組分組合7）井眼穩(wěn)定）井眼穩(wěn)定8）避免層間干擾）避免層間干擾9）復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的科學(xué)管理）復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的科學(xué)管理10）陸地、海洋平臺(tái)、海底井口井都能有控）陸地、海洋平臺(tái)、海底井口井都能有控優(yōu)化管理、自動(dòng)注水等優(yōu)化管理、自動(dòng)注水等與注水相關(guān)的幾個(gè)方面與注水相關(guān)的幾個(gè)方面8、注水井智能完井系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域海洋油田的情況海洋油田的情況平臺(tái)平臺(tái)海底井海底井8、

45、注水井智能完井系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域復(fù)雜結(jié)構(gòu)井、水平井、分支井、海油陸才井復(fù)雜結(jié)構(gòu)井、水平井、分支井、海油陸才井8 8、智能完井技術(shù)應(yīng)用實(shí)例、智能完井技術(shù)應(yīng)用實(shí)例 印尼自動(dòng)氣舉印尼自動(dòng)氣舉8 8、智能完井技術(shù)應(yīng)用實(shí)例、智能完井技術(shù)應(yīng)用實(shí)例 油井動(dòng)態(tài)公司在中東地區(qū)油井動(dòng)態(tài)公司在中東地區(qū)安裝了一個(gè)四層段電力液壓安裝了一個(gè)四層段電力液壓智能完井設(shè)備，實(shí)現(xiàn)分層流入智能完井設(shè)備，實(shí)現(xiàn)分層流入控制和壓力控制和壓力/ /溫度監(jiān)測(cè)。通過對(duì)溫度監(jiān)測(cè)。通過對(duì)未采用智能井技術(shù)的油井生產(chǎn)未采用智能井技術(shù)的油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模擬結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)模擬結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明，在生進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明，在生產(chǎn)的前三個(gè)月

46、，產(chǎn)量提高了大產(chǎn)的前三個(gè)月，產(chǎn)量提高了大約約5.565.56萬噸。萬噸。 開采加速生產(chǎn)開采加速生產(chǎn) 8 8、智能完井技術(shù)應(yīng)用實(shí)例、智能完井技術(shù)應(yīng)用實(shí)例 在北海油田一個(gè)小型油氣藏，在北海油田一個(gè)小型油氣藏，當(dāng)經(jīng)濟(jì)狀況不支持采用一口當(dāng)經(jīng)濟(jì)狀況不支持采用一口生產(chǎn)井和一口注水井再加上生產(chǎn)井和一口注水井再加上相關(guān)水下基礎(chǔ)設(shè)施來對(duì)該油相關(guān)水下基礎(chǔ)設(shè)施來對(duì)該油田進(jìn)行開發(fā)。油井動(dòng)態(tài)公司田進(jìn)行開發(fā)。油井動(dòng)態(tài)公司利用流動(dòng)控制和監(jiān)測(cè)技術(shù)、利用流動(dòng)控制和監(jiān)測(cè)技術(shù)、多分支技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從上覆水多分支技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從上覆水層自流驅(qū)替，這個(gè)方案大大層自流驅(qū)替，這個(gè)方案大大縮減水下基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模，縮減水下基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模，資資本開支節(jié)約了

47、本開支節(jié)約了50%50%。 降低資本開支降低資本開支8 8、智能完井技術(shù)應(yīng)用實(shí)例、智能完井技術(shù)應(yīng)用實(shí)例 8 8、智能完井技術(shù)應(yīng)用實(shí)例、智能完井技術(shù)應(yīng)用實(shí)例 8 8、智能完井技術(shù)應(yīng)用實(shí)例、智能完井技術(shù)應(yīng)用實(shí)例 8 8、智能完井技術(shù)應(yīng)用實(shí)例、智能完井技術(shù)應(yīng)用實(shí)例 提提 綱綱一、一、常規(guī)分注工藝技術(shù)簡(jiǎn)介與存在問題常規(guī)分注工藝技術(shù)簡(jiǎn)介與存在問題 二、智能完井工藝技術(shù)二、智能完井工藝技術(shù)概況概況三、智能完井工藝技術(shù)三、智能完井工藝技術(shù) 四、控制自流注水的智能完井技術(shù)四、控制自流注水的智能完井技術(shù)五、國(guó)內(nèi)注水井智能完井技術(shù)研究進(jìn)展五、國(guó)內(nèi)注水井智能完井技術(shù)研究進(jìn)展四、控制自流注水的智能完井技術(shù)自流注水是指

48、流體從一個(gè)地層引自流注水是指流體從一個(gè)地層引流到另一個(gè)地層，以保持油藏壓力流到另一個(gè)地層，以保持油藏壓力的一種技術(shù)。的一種技術(shù)。 自流注水井智能完井就是把智自流注水井智能完井就是把智能完井技術(shù)應(yīng)用于自流注水井上，能完井技術(shù)應(yīng)用于自流注水井上，通過收集、傳輸和分析完井、開發(fā)通過收集、傳輸和分析完井、開發(fā)及油藏?cái)?shù)據(jù)，在不需要人工干預(yù)的及油藏?cái)?shù)據(jù)，在不需要人工干預(yù)的情況下控制控制井下流量，積極改情況下控制控制井下流量，積極改進(jìn)油層性能，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層效益最大化。進(jìn)油層性能，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層效益最大化。自流注水井智能完井示意圖自流注水井智能完井示意圖自流注水井智能完井示意圖自流注水井智能完井示意圖四、控制自流注水的

49、智能完井技術(shù)四、控制自流注水的智能完井技術(shù)自流注水井智能完井示意圖自流注水井智能完井示意圖四、控制自流注水的智能完井技術(shù)無級(jí)可調(diào)層段控制閥 （ICV)四、控制自流注水的智能完井技術(shù)四、控制自流注水的智能完井技術(shù)四、控制自流注水的智能完井技術(shù)通過預(yù)測(cè)油藏特性，依據(jù)通過預(yù)測(cè)油藏特性，依據(jù)Zubair水層和水層和Minagish Oolite儲(chǔ)層的靜壓（分儲(chǔ)層的靜壓（分別為別為31.03MPa和和26.20MPa）就能判斷油藏能否采用自流注水智能完井技術(shù)。）就能判斷油藏能否采用自流注水智能完井技術(shù)。 采用節(jié)點(diǎn)分析法，給出流經(jīng)采用節(jié)點(diǎn)分析法，給出流經(jīng)ICV不同開啟位置（不同開啟位置（10個(gè)）的壓降與流

50、量的關(guān)個(gè)）的壓降與流量的關(guān)系，各曲線與系，各曲線與P的交點(diǎn)為的交點(diǎn)為ICV在每個(gè)開啟位置上的預(yù)計(jì)流量和壓降。在每個(gè)開啟位置上的預(yù)計(jì)流量和壓降。 ICV全開時(shí)，預(yù)計(jì)最大理論流量為全開時(shí)，預(yù)計(jì)最大理論流量為8112m3/d； ICV關(guān)閉時(shí)，其壓降為關(guān)閉時(shí)，其壓降為8.96MPa。 Zubair水層為水層為Minagish Oolite儲(chǔ)層提供儲(chǔ)層提供5460m3/d，水層流量和壓，水層流量和壓降由降由ICV控制，由控制，由PDHMS監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)。四、控制自流注水的智能完井技術(shù)ZubairZubair和和Minagish OoliteMinagish Oolite地層間壓降與流量的關(guān)系地層間壓降與流量

51、的關(guān)系及流經(jīng)及流經(jīng)ICVICV的壓降與流量關(guān)系的壓降與流量關(guān)系依據(jù)依據(jù)Zubair水層和水層和Minagish Oolite儲(chǔ)層儲(chǔ)層的靜壓（的靜壓（31.03MPa和和26.20MPa）采用節(jié)點(diǎn)采用節(jié)點(diǎn)分析法，計(jì)算出流經(jīng)分析法，計(jì)算出流經(jīng)ICV不同開啟位置的壓不同開啟位置的壓降與流量的關(guān)系，各曲降與流量的關(guān)系，各曲線與線與P的交點(diǎn)為的交點(diǎn)為ICV在每個(gè)開啟位置上的預(yù)在每個(gè)開啟位置上的預(yù)計(jì)流量和壓降。計(jì)流量和壓降。四、控制自流注水的智能完井技術(shù)完井后的流量和溫度變化情況完井后的流量和溫度變化情況一號(hào)井：一號(hào)井：開始時(shí)開始時(shí)Zubair水層實(shí)際水層實(shí)際Minagish Oolite儲(chǔ)層提供儲(chǔ)層提供

52、4056m3/d。在對(duì)。在對(duì)Minagish Oolite儲(chǔ)層補(bǔ)孔和酸化后，儲(chǔ)層補(bǔ)孔和酸化后，ICV全開時(shí)流量為全開時(shí)流量為6240m3/d。變產(chǎn)量測(cè)試期間和完井后的壓力和流量變化情況變產(chǎn)量測(cè)試期間和完井后的壓力和流量變化情況二號(hào)井：二號(hào)井：Zubair水層實(shí)際水層實(shí)際Minagish Oolite儲(chǔ)層提供儲(chǔ)層提供4680m3/d。四、控制自流注水的智能完井技術(shù)提提 綱綱一、一、常規(guī)分注工藝技術(shù)簡(jiǎn)介與存在問題常規(guī)分注工藝技術(shù)簡(jiǎn)介與存在問題 二、智能完井工藝技術(shù)二、智能完井工藝技術(shù)概況概況三、智能完井工藝技術(shù)三、智能完井工藝技術(shù) 四、控制自流注水的智能完井技術(shù)四、控制自流注水的智能完井技術(shù)五、國(guó)

53、內(nèi)注水井智能完井技術(shù)研究進(jìn)展五、國(guó)內(nèi)注水井智能完井技術(shù)研究進(jìn)展五、國(guó)內(nèi)注水井智能完井技術(shù)研究進(jìn)展 國(guó)外的智能井系統(tǒng)相對(duì)成熟，國(guó)內(nèi)國(guó)外的智能井系統(tǒng)相對(duì)成熟，國(guó)內(nèi)雖然具備了一些井雖然具備了一些井下監(jiān)測(cè)技術(shù)下監(jiān)測(cè)技術(shù)，總體來看，總體來看，但目前還沒有真正意義上的智能但目前還沒有真正意義上的智能井系統(tǒng)存在井系統(tǒng)存在。尤其是在注水井上，注水井上比較接近于智尤其是在注水井上，注水井上比較接近于智能完井的有三項(xiàng)技術(shù)：能完井的有三項(xiàng)技術(shù)： 智能井技術(shù)是為了適應(yīng)現(xiàn)代油藏經(jīng)營(yíng)管理和信息技術(shù)應(yīng)用于油氣智能井技術(shù)是為了適應(yīng)現(xiàn)代油藏經(jīng)營(yíng)管理和信息技術(shù)應(yīng)用于油氣藏開采而發(fā)展起來的新技術(shù)，通過生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)控制，

54、藏開采而發(fā)展起來的新技術(shù)，通過生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)控制，達(dá)到提高油藏采收率和提高油藏經(jīng)營(yíng)管理水平的目的。未來十年主要達(dá)到提高油藏采收率和提高油藏經(jīng)營(yíng)管理水平的目的。未來十年主要向向致密氣藏、重油蒸汽驅(qū)和致密氣藏、重油蒸汽驅(qū)和SAG、，高溫高壓油氣藏、，高溫高壓油氣藏(HTHP）發(fā)發(fā)展。展。1-電纜;2-無線數(shù)據(jù)回讀儀器;3,5,8-井下測(cè)量系統(tǒng);4,7-封隔器 6,9-偏心配水器; 10-凡爾; 11-篩管絲堵水井的施工示意圖水井的施工示意圖技術(shù)技術(shù)關(guān)鍵關(guān)鍵 在封隔器附近安裝記錄工在封隔器附近安裝記錄工作狀態(tài)的測(cè)量裝置，測(cè)量作狀態(tài)的測(cè)量裝置，測(cè)量裝置裝置內(nèi)置智能化的測(cè)量系統(tǒng)，在生內(nèi)置智能化

55、的測(cè)量系統(tǒng)，在生產(chǎn)作業(yè)過程中實(shí)時(shí)錄取封隔器產(chǎn)作業(yè)過程中實(shí)時(shí)錄取封隔器上、下壓力、溫度和軸向載荷上、下壓力、溫度和軸向載荷等數(shù)據(jù)，并自動(dòng)存儲(chǔ)。等數(shù)據(jù)，并自動(dòng)存儲(chǔ)。浩浩85管柱示意圖管柱示意圖目的：目的：及時(shí)掌握注水管柱在及時(shí)掌握注水管柱在井下的實(shí)時(shí)工作狀況。井下的實(shí)時(shí)工作狀況。五、國(guó)內(nèi)注水井智能完井技術(shù)研究進(jìn)展技術(shù)組成：技術(shù)組成：n井下測(cè)量系統(tǒng)井下測(cè)量系統(tǒng)n無線數(shù)據(jù)回讀無線數(shù)據(jù)回讀井井下儀下儀n地面控制儀表地面控制儀表n計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)地面控制儀表電纜編碼傳輸無線數(shù)據(jù)回讀井下儀器無線數(shù)據(jù)交換深度定位無線通訊無線數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)井下測(cè)量系統(tǒng)井下長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

56、系統(tǒng)構(gòu)成示意圖井下長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成示意圖技術(shù)原理技術(shù)原理 用電纜下入具有無線交換功能的井下數(shù)據(jù)回讀儀器到測(cè)試裝置附近，通用電纜下入具有無線交換功能的井下數(shù)據(jù)回讀儀器到測(cè)試裝置附近，通過無線傳輸將測(cè)試過無線傳輸將測(cè)試裝置裝置存儲(chǔ)的管柱工作數(shù)據(jù)讀回到接收器內(nèi)，并傳輸?shù)降孛?，存?chǔ)的管柱工作數(shù)據(jù)讀回到接收器內(nèi)，并傳輸?shù)降孛?，采用配套軟件?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，用數(shù)據(jù)和圖形直觀反映井下封隔器的坐采用配套軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，用數(shù)據(jù)和圖形直觀反映井下封隔器的坐封、注水、解封等整個(gè)工作過程內(nèi)外壓力、軸向拉力、井下溫度情況，為下封、注水、解封等整個(gè)工作過程內(nèi)外壓力、軸向拉力、井下溫度情況，為下次管柱設(shè)計(jì)提供

57、改進(jìn)依據(jù)。次管柱設(shè)計(jì)提供改進(jìn)依據(jù)。 五、國(guó)內(nèi)注水井智能完井技術(shù)研究進(jìn)展主要功能：主要功能： n通過檢測(cè)封隔器上下壓力，了解封隔器的密封狀況。通過檢測(cè)封隔器上下壓力，了解封隔器的密封狀況。n通過軸向載荷的測(cè)量，判斷注水過程中封隔器的受力情況和臨界載荷大小，通過軸向載荷的測(cè)量，判斷注水過程中封隔器的受力情況和臨界載荷大小，也可判斷補(bǔ)償器、油管錨、卡瓦等井下工具的工作情況。也可判斷補(bǔ)償器、油管錨、卡瓦等井下工具的工作情況。n通過了解井下注水封隔器的真實(shí)力學(xué)行為，為分層注水管柱進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)通過了解井下注水封隔器的真實(shí)力學(xué)行為，為分層注水管柱進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)或封隔器技術(shù)改進(jìn)提供依據(jù)?；蚍飧羝骷夹g(shù)改進(jìn)提供依據(jù)

58、。技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)p外徑：外徑：115mm115mm，內(nèi)徑：，內(nèi)徑： 50mm50mmp壓力測(cè)量量程及精度：壓力測(cè)量量程及精度：0 070MPa70MPa0.10.1F F S Sp溫度測(cè)量量程及精度：溫度測(cè)量量程及精度：-25-251251250.50.5F F S S p軸向載荷測(cè)量量程及精度：軸向載荷測(cè)量量程及精度：-300KN-300KN300KN300KN5 5F F S Sp連續(xù)工作時(shí)間連續(xù)工作時(shí)間1212個(gè)月個(gè)月五、國(guó)內(nèi)注水井智能完井技術(shù)研究進(jìn)展測(cè)調(diào)聯(lián)動(dòng)技術(shù)采用閉環(huán)控制。流量測(cè)調(diào)聯(lián)動(dòng)技術(shù)采用閉環(huán)控制。流量計(jì)測(cè)試注水層的實(shí)際注水量，根據(jù)實(shí)際計(jì)測(cè)試注水層的實(shí)際注水量，根據(jù)實(shí)際注水量和

59、設(shè)定的配水量的差值大小，利注水量和設(shè)定的配水量的差值大小，利用伺服電機(jī)帶動(dòng)螺旋副調(diào)節(jié)水嘴的開度用伺服電機(jī)帶動(dòng)螺旋副調(diào)節(jié)水嘴的開度量，使各層注水量滿足配水方案要求量，使各層注水量滿足配水方案要求?？招?、偏心空心、偏心實(shí)時(shí)測(cè)調(diào)（上海、采油院）實(shí)時(shí)測(cè)調(diào)（上海、采油院）微機(jī)測(cè)調(diào)（貴州微機(jī)測(cè)調(diào)（貴州) )五、國(guó)內(nèi)注水井智能完井技術(shù)研究進(jìn)展井下對(duì)接：井下對(duì)接：利用電纜將儀器下到需調(diào)配的層段；井下利用電纜將儀器下到需調(diào)配的層段；井下儀器調(diào)節(jié)臂打開，與可調(diào)節(jié)堵塞器對(duì)接；儀器調(diào)節(jié)臂打開，與可調(diào)節(jié)堵塞器對(duì)接；流量測(cè)試調(diào)節(jié)：流量測(cè)試調(diào)節(jié)：地面儀器監(jiān)視流量曲線，根據(jù)實(shí)時(shí)地面儀器監(jiān)視流量曲線，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的流量與預(yù)設(shè)

60、配注量的偏差自動(dòng)調(diào)整堵塞器注水監(jiān)測(cè)到的流量與預(yù)設(shè)配注量的偏差自動(dòng)調(diào)整堵塞器注水閥水嘴大小，直到達(dá)到予設(shè)流量；然后換層測(cè)調(diào)。閥水嘴大小，直到達(dá)到予設(shè)流量；然后換層測(cè)調(diào)。微調(diào)和驗(yàn)證：微調(diào)和驗(yàn)證：然后根據(jù)需要進(jìn)行復(fù)測(cè)和微調(diào)，最后采然后根據(jù)需要進(jìn)行復(fù)測(cè)和微調(diào)，最后采用上提用上提/ /下放方式對(duì)全井調(diào)配結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一檢測(cè)。下放方式對(duì)全井調(diào)配結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一檢測(cè)。應(yīng)用：應(yīng)用：從從20042004年開始已在吉林、大慶、中原成功試年開始已在吉林、大慶、中原成功試驗(yàn)應(yīng)用驗(yàn)應(yīng)用10001000口井以上，測(cè)試效率是普通工藝口井以上，測(cè)試效率是普通工藝3-43-4倍，可倍，可顯著降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高注水層段合格率。顯著