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摘 要:完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程。完井设计水平的高低和完井施工质量的优劣,对油气井生产能否达到预期指标和油田开发的经济效益有决定性的影响。国内在完井技术方面虽然取得了一些进步,但是与国外相比,完井技术还有很大差距,特别是在不同储层合适的完井方式选择、水平井完井、欠平衡井完井、小井眼完井、分支井完井、高含硫气田完井等,从而影响了油气井的产量及经济效益。
智能完井作为一项新型的完井技术,在我国的石油开发中得到了初步的应用,本文结合国内外最新完井技术现状,重点分析国内现代智能完井技术现状、应用成果、最新进展以及发展趋势等,包括:智能完井的概念及特点;智能完井技术在我国的应用方向;我国智能完井技术的进展。
关键词:完井;国内现状;智能完井技术;应用;前景
一、现代智能完井技术的概念及特点
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。
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。
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。
现代智能完井技术的特点
现代智能完井技术与常规完井技术相比技术优势比较突出,其主要表现在:
(1)提高油田最终采收率
智能完井可以对不同层位有选择性地进行开关,从而实现了从特定油层段采油的目的。智能完井能够定性定量监测各油层油、气、水,并能修正油井工作制度。当生产中出现水或气的锥进时,可通过调整层段流量(即关闭产水层或产气层,控制注水或注气等)来延缓水或气的锥进,从而加速生产,达到提高油田最终采收率的目的。
(2)实时监测功能
现代智能完井中的智能完井能够获得生产层实时井下信息,并将监测到的资料传输到地面的计算机中储存起来,测试的资料具有较强的连续性。由于监测资料是长期持续记录的,从而克服了不稳定试井分析所引起的模糊性和不确定性。
(3)地面遥控功能
现代智能完井中的智能完井能够在地面上识别流入控制阀的位置,并能在地面上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。由于现代智能完井具有地面遥控功能,便于管理,适用于偏远地区,也适用于难于管理的海上油田或沙漠油田。
(4)便于油藏管理
利用智能完井所获得的长期监测资料比传统的短期测试资料更广泛,提供的油藏信息量更多,非常有利于油藏工程师建模。智能完井监测的数据不但包括单井数据(压力、温度、粘度和组分),还包括井间数据(地震的、波动的、声波的),从而使信息类型不断的扩大,整个油藏信息的扩大将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,将来油藏可能会进入连续管理阶段。因此,智能完井适用于油藏结构复杂、具有较高不确定性、需要录取大量资料的井。
(5)节约生产成本
现代智能完井系统可以通过减少大量的施工时间和井筒维修工作量、优选采油方式和工作制度以及提高最终采收率两个方面节约成本。一口采油井的日常维修管理费用是根据油井所处位置和完井类型而变化的,例如一次海下油井修井费用为100万美元,而一次两天平台维修费用不超过10万美元。另一个要考虑的问题是修井所设计的时间问题,例如一个经营者要检测油层水的突破情况,首先他要安排一个油井作业计划等待作业,这种取决于修井设备有效利用率的一次修井作业与可以实时地进行油井检测的智能完井系统相比较,常常要花去数个月时间。另外,油层供油半径得以改善,并有效利用地层能量,现代智能完井系统能方便适时地提高油层的总产量。
二、现代智能完井技术在我国的应用
1、国内智能完井现状分析
(1)中国海洋石油有限公司与斯伦贝谢油田服务公司成功的在印度尼西亚南爪哇海NEINTENA-24井设计并实施了TAML第6级分支井的现代智能完井[29],该井是印度尼西亚钻的第一口TAML第6级分支井,也是世界上第一次在第6级分支井中采用现代智能完井。斯伦贝谢公司使用最先进的RAPIDSEAL分支井系统,成功的实施了这一项目,该系统可以实时测量井下温度和压力,可选择性的优化每个分支的石油生产,尽量减少水侵。
(2)大庆油田由于目前已进入高含水后期开发阶段,高含水而导致关井的油井越来越多,己经成为油田增效开采的障碍之一。由于这部分高含水井几乎都存在低含水层或低含水部位,为了经济有效的开采高含水井,大庆油田正在研究利用水动力采油原理,采用现代智能完井进行生产,即利用现代智能完井的实时监测功能,监测油井的含水情况,及时关闭高含水层,控制油井在低含水层或低含水部位进行生产。
(3)辽河油田对现代智能完井系统进行了初步研究,通过对国外现代智能完井系统剖析以及安放在井下的、间隔分布于整个井筒中的井下温度、压力、流量、位移、时间等传感器组的研究,完成了现代智能完井技术方案、可遥控的井下液压滑套等井下工具方案、井下数据采集控制系统方案等设计工作。
2、国内现代智能完井局势预测
由于国内的设备比较陈旧,快速引进这种新型的完井技术是不切合实际的。
在陆地油田方面,建议新疆塔里木油田大规模引进现代智能完井技术进行作业。到2003年7月塔里木有田共有水平井117口,占总井数的41%,水平井日产水平为6500吨,占油田日产水平14400吨的45%。水平井井数比例、口产水平比例居个国油田第一[31]。
着眼于该油田未来的的发展,面对较多的水平井和超深井以及较复杂的地形情况,推荐引进现代智能完井技术进行管理。此举有利于油田整体发展,从长远来看,现代智能完井是非常有价值的一项技术,或许在前期投资比较巨大,但其经济效益是明显。
三、智能完井系统的发展与前景
油气界日益认识到智能井技术在优化生产效率和油气采收率方面的巨大潜能。在高作业成本的海底井和深水井,智能完井技术具有以较少的井提供更多的油气产量和提高油气采收率的能力。不论是用于生产井、注水井还是注/ 采井兼用,智能完井技术都能改善非均质性油藏或多层油藏的注水/气驱油效率。井下传感器获取的生产/储层数据用于进一步了解油藏动态,并有助于选择合适的加密井的井位及井眼设计。智能完井提供了一套完善的管理方法,它就像整个油田的指挥员,能够指导技术的应用和开发方案的执行。利用智能完井技术进行的测量与监控、井下处理与油藏描述,即当测量、解释和采取恰当的措施使循环回路闭合,才能真正产生效益。高度智能化的油田开发过程是一个反复循环提高的过程,随着技术的不断更新发展,今后几年可以实现的目标:
(1)可以获得更多的不同类型的井下数据参数;光纤、低成本遥感监测、数据整合、中枢网格的应用将使数据的传输与处理更加高效。
(2)新模拟模型的应用——建立包括地下和生产系统监测的全动态油藏管理模型。
(3)使用智能完井的油藏管理将向着精确的流体前缘图解和油藏描述方向进步,将来油藏可能会进入连续管理阶段。
(4)智能井、定期监测、产出液输送、液体举升和处理系统等技术的应用能监控并优化所有井和整个油田的工作过程。
(5)油田开发方案设计时间减少75%,现有油田和新油田产量可以提高10%,新油田的采收率至少可以提高5%。
参考文献:
[1]罗美娥.现代完井技术简介.石油钻采工艺,2003,22(9):2-3.
[2]李克向编著.使用完井工程.石油工业出版社,2005.5(2):143-161.
[3]陈廷根,管志川主编.钻井工程理论与技术.石油大学出版社(东营),2000.8(1):289-300.
[4]万仁薄总编.现代完井工程.北京:石油工业出版社,2000.5:54-87.
[5]张绍槐.现代油井管在石油勘探开发中的应用与发展.石油钻探技术,2004.7(5):12-17.
[6]刘建勋,周建东.塔里木—中国陆上一流油田.世纪新篇.
智能完井作为一项新型的完井技术,在我国的石油开发中得到了初步的应用,本文结合国内外最新完井技术现状,重点分析国内现代智能完井技术现状、应用成果、最新进展以及发展趋势等,包括:智能完井的概念及特点;智能完井技术在我国的应用方向;我国智能完井技术的进展。
关键词:完井;国内现状;智能完井技术;应用;前景
一、现代智能完井技术的概念及特点
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。
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。
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。
现代智能完井技术的特点
现代智能完井技术与常规完井技术相比技术优势比较突出,其主要表现在:
(1)提高油田最终采收率
智能完井可以对不同层位有选择性地进行开关,从而实现了从特定油层段采油的目的。智能完井能够定性定量监测各油层油、气、水,并能修正油井工作制度。当生产中出现水或气的锥进时,可通过调整层段流量(即关闭产水层或产气层,控制注水或注气等)来延缓水或气的锥进,从而加速生产,达到提高油田最终采收率的目的。
(2)实时监测功能
现代智能完井中的智能完井能够获得生产层实时井下信息,并将监测到的资料传输到地面的计算机中储存起来,测试的资料具有较强的连续性。由于监测资料是长期持续记录的,从而克服了不稳定试井分析所引起的模糊性和不确定性。
(3)地面遥控功能
现代智能完井中的智能完井能够在地面上识别流入控制阀的位置,并能在地面上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。由于现代智能完井具有地面遥控功能,便于管理,适用于偏远地区,也适用于难于管理的海上油田或沙漠油田。
(4)便于油藏管理
利用智能完井所获得的长期监测资料比传统的短期测试资料更广泛,提供的油藏信息量更多,非常有利于油藏工程师建模。智能完井监测的数据不但包括单井数据(压力、温度、粘度和组分),还包括井间数据(地震的、波动的、声波的),从而使信息类型不断的扩大,整个油藏信息的扩大将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,将来油藏可能会进入连续管理阶段。因此,智能完井适用于油藏结构复杂、具有较高不确定性、需要录取大量资料的井。
(5)节约生产成本
现代智能完井系统可以通过减少大量的施工时间和井筒维修工作量、优选采油方式和工作制度以及提高最终采收率两个方面节约成本。一口采油井的日常维修管理费用是根据油井所处位置和完井类型而变化的,例如一次海下油井修井费用为100万美元,而一次两天平台维修费用不超过10万美元。另一个要考虑的问题是修井所设计的时间问题,例如一个经营者要检测油层水的突破情况,首先他要安排一个油井作业计划等待作业,这种取决于修井设备有效利用率的一次修井作业与可以实时地进行油井检测的智能完井系统相比较,常常要花去数个月时间。另外,油层供油半径得以改善,并有效利用地层能量,现代智能完井系统能方便适时地提高油层的总产量。
二、现代智能完井技术在我国的应用
1、国内智能完井现状分析
(1)中国海洋石油有限公司与斯伦贝谢油田服务公司成功的在印度尼西亚南爪哇海NEINTENA-24井设计并实施了TAML第6级分支井的现代智能完井[29],该井是印度尼西亚钻的第一口TAML第6级分支井,也是世界上第一次在第6级分支井中采用现代智能完井。斯伦贝谢公司使用最先进的RAPIDSEAL分支井系统,成功的实施了这一项目,该系统可以实时测量井下温度和压力,可选择性的优化每个分支的石油生产,尽量减少水侵。
(2)大庆油田由于目前已进入高含水后期开发阶段,高含水而导致关井的油井越来越多,己经成为油田增效开采的障碍之一。由于这部分高含水井几乎都存在低含水层或低含水部位,为了经济有效的开采高含水井,大庆油田正在研究利用水动力采油原理,采用现代智能完井进行生产,即利用现代智能完井的实时监测功能,监测油井的含水情况,及时关闭高含水层,控制油井在低含水层或低含水部位进行生产。
(3)辽河油田对现代智能完井系统进行了初步研究,通过对国外现代智能完井系统剖析以及安放在井下的、间隔分布于整个井筒中的井下温度、压力、流量、位移、时间等传感器组的研究,完成了现代智能完井技术方案、可遥控的井下液压滑套等井下工具方案、井下数据采集控制系统方案等设计工作。
2、国内现代智能完井局势预测
由于国内的设备比较陈旧,快速引进这种新型的完井技术是不切合实际的。
在陆地油田方面,建议新疆塔里木油田大规模引进现代智能完井技术进行作业。到2003年7月塔里木有田共有水平井117口,占总井数的41%,水平井日产水平为6500吨,占油田日产水平14400吨的45%。水平井井数比例、口产水平比例居个国油田第一[31]。
着眼于该油田未来的的发展,面对较多的水平井和超深井以及较复杂的地形情况,推荐引进现代智能完井技术进行管理。此举有利于油田整体发展,从长远来看,现代智能完井是非常有价值的一项技术,或许在前期投资比较巨大,但其经济效益是明显。
三、智能完井系统的发展与前景
油气界日益认识到智能井技术在优化生产效率和油气采收率方面的巨大潜能。在高作业成本的海底井和深水井,智能完井技术具有以较少的井提供更多的油气产量和提高油气采收率的能力。不论是用于生产井、注水井还是注/ 采井兼用,智能完井技术都能改善非均质性油藏或多层油藏的注水/气驱油效率。井下传感器获取的生产/储层数据用于进一步了解油藏动态,并有助于选择合适的加密井的井位及井眼设计。智能完井提供了一套完善的管理方法,它就像整个油田的指挥员,能够指导技术的应用和开发方案的执行。利用智能完井技术进行的测量与监控、井下处理与油藏描述,即当测量、解释和采取恰当的措施使循环回路闭合,才能真正产生效益。高度智能化的油田开发过程是一个反复循环提高的过程,随着技术的不断更新发展,今后几年可以实现的目标:
(1)可以获得更多的不同类型的井下数据参数;光纤、低成本遥感监测、数据整合、中枢网格的应用将使数据的传输与处理更加高效。
(2)新模拟模型的应用——建立包括地下和生产系统监测的全动态油藏管理模型。
(3)使用智能完井的油藏管理将向着精确的流体前缘图解和油藏描述方向进步,将来油藏可能会进入连续管理阶段。
(4)智能井、定期监测、产出液输送、液体举升和处理系统等技术的应用能监控并优化所有井和整个油田的工作过程。
(5)油田开发方案设计时间减少75%,现有油田和新油田产量可以提高10%,新油田的采收率至少可以提高5%。
参考文献:
[1]罗美娥.现代完井技术简介.石油钻采工艺,2003,22(9):2-3.
[2]李克向编著.使用完井工程.石油工业出版社,2005.5(2):143-161.
[3]陈廷根,管志川主编.钻井工程理论与技术.石油大学出版社(东营),2000.8(1):289-300.
[4]万仁薄总编.现代完井工程.北京:石油工业出版社,2000.5:54-87.
[5]张绍槐.现代油井管在石油勘探开发中的应用与发展.石油钻探技术,2004.7(5):12-17.
[6]刘建勋,周建东.塔里木—中国陆上一流油田.世纪新篇.