井下智能找堵水工艺技术在宝浪油田的应用

针对目前找堵水工艺技术存在的问题,根据宝浪油田低孔、低渗的地质特点,引进了井下智能找堵水工艺技术。该技术的井下智能开关可按照设定的时间顺序自动打开或关闭油层,实现井下任意卡封层段的开启或关闭,在正常泵抽状态下可得到任意层段的产量和含水数据,实现在生产状态下分层采油与分层堵水。     

海上油田多功能压控式智能分采工艺技术研究

蓬莱19-3油田大部分生产井存在井斜大和完井井眼小等问题,限制了常规分采工艺的实施,无法实现分层控水采油和定点酸化。为此,开发了多功能压控式智能分采工艺技术。该技术的压控配产器具有独立采油通道和注酸通道,可通过上位机预先设置开关时序,或接收地面压力波指令,只需1趟丢手分层管柱即可实现分层开采、找水调层和定点注酸一体化作业。室内试验和井下模拟试验结果表明:压控配产器能够按照动作指令执行设定动作,且互不干扰,工作性能良好,施工可靠性高,各项性能指标均满足现场使用要求。多功能压控式智能分采工艺技术可实现蓬莱19-3油田在生产井的分层开采和定点酸化。     

油井声控压差平衡式开关控制器的研制与试验

为了克服传统油井找水工艺中施工复杂、生产周期长、费用高、准确性低等缺点,提高油井找水效率和准确性,研制了油井找堵水声控压差平衡式开关控制器。该开关控制器采用自适应动态压力平衡系统,其活塞阀开启和关闭时可承受20 MPa压力差;采用油管传输声波信号的声波遥控技术,从地面遥控井下开关控制器开启、关闭,根据工艺要求进行分层开采或分段开采。室内静压试验表明,开关控制器在125℃、50 MPa高温高压条件下,稳压30 min,整体设备无渗漏无变形;耐压差试验表明,活塞在承受25 MPa压差的情况下,压力平衡装置可以承受压差,电机驱动活塞做上下往复运动,动密封不渗不漏。现场试验表明,声波接收器接收地面指令后,可以控制电机驱动装置打开或关闭开关阀。试验结果表明,该开关控制器可为油井提高开采效率提供技术支持。      

液控式修井井下开关的研制

为实现采油井的无污染作业 ,研制了液控式修井井下开关。这种开关除具备自控式井下开关的所有功能外 ,又增加了液控功能。当油井进行检泵作业时 ,在地层压力较大的情况下井下开关能自动关闭 ,作业完毕关井稳压 ,当阀体上下压力达到平衡时 ,阀体下落 ,开关可自动打开 ;当地层压力较小时 ,井下开关不能自动关闭 ,作业过程中井口会产生溢流 ,这时可通过地面加液压将开关关闭 ,作业完毕再向井内加液压可将开关打开 ,油井即可恢复正常生产。该工具的推广应用不仅降低了采油成本 ,而且对防止油层污染 ,保护环境均具有重大意义。     

井下智能找堵水分层采油技术

介绍了一种井下智能分层采油技术,一趟管柱实现井下找水、堵水、生产、调层、测试等多项功能。用封隔器将井下各层位封隔,管柱上对应的每一个目的层段安装一套智能开关器。找堵水过程中井下智能开关能按照设定的时间顺序自动打开或关闭油层,实现油井的找水、堵水措施,达到任意选层开采,降水增油的目的。同时在生产过程中,内置压力计可连续监测分层压力资料,分析油层分层参数(分层压力、渗透率、污染系数)等资料,为精细掌握油藏动态特性提供依据。     

智能分层采油技术在姬塬油田H油藏的应用

针对姬塬油田H油藏油层厚度大、层间干扰严重,传统分层采油工艺管柱复杂、进液控制阀开关易失灵等问题,为精准掌握注采两端小层对应关系,指导小层注采联动分析,在注入段已实现数字式精细小层分注的基础上,优化分层智能采油工具,由地面控制箱通过电缆发送指令调节井下配产工作筒工作状态,实现对单层产液的温度、管内、管外压力的测量,并利用无线远传GPRS信号,远程对数据进行实时监测,实现了智能分层采油技术在姬塬油田H油藏的推广应用。现场实践证明,智能分层采油技术不仅能有效判识上下两层的产能,筛选出最优潜力层生产,同时能够指导小层精准治理,对多层系油藏的开发具有一定借鉴意义。     

不动管柱液控循环换层开关的研制

针对胜利油田中后期开发中油层含水大幅上升、层间矛盾加剧和作业成本居高不下等问题, 开发了不动管柱换层开采工艺, 不动管柱液控循环换层开关是该技术的关键所在。介绍了该井下开关的结构原理、技术特点及现场应用情况。该工具与封隔器等工具组合, 可任意控制各油层的生产或关闭。不动管柱液控循环换层开关的应用提高了换层采油效率, 简化了分层找水和采油措施。改进后的换层开关在现场共施工 21井次, 只有 1井次因砂埋管柱使换层作业失败, 施工成功率 95 3%, 比改进前提高 15 3%。     

压控开关找堵水工艺技术

针对大庆油田萨中开发区现行找堵水工艺存在的问题,大庆油田第一采油厂和北京华油奥依尔技术开发有限公司联合开发出压控开关找堵水工艺技术。该技术的YKKG压控开关通过接收地面加压指令进行开关动作,实现井下任意分卡层段的开启或关闭,在正常泵抽状态下可获得任意层段(或组合层段)的产量和含水数据,直接实施找堵水工艺,实现在生产状态下分层试采(配产)、分层试堵。该技术在1个区块适当分布,还可清楚地掌握该区块的剩余油分布情况,为制定开采方案提供依据。通过18口井的现场试验,验证了压控开关找堵水工艺技术的实用性和可靠性,取得了增油、降水的良好效果。     

大庆油田缆控分层注水技术研究及应用

分层注水是大庆油田开发最重要的特色技术,为油田高效开发提供了技术支撑。随着油田进入特高含水期,剩余油高度分散,油水关系复杂,注水合格率下降快,稳油控水难度加大,为解决日益增加的注水井测调工作量与有限的测试队伍间的矛盾,满足油田精准开发需求,研制了缆控分层注水技术。该技术将压力监测系统、流量监测系统、流量控制系统置于预置电缆智能配水器中,在办公室端由技术人员在服务器软件上发出控制指令,通过油田生产无线网络发送至地面控制箱,应用电缆载波技术由电缆传输指令至智能配水器,实现实时通信,获取井下分层参数信息,控制井下分层注入量。通过建设4个智能分注技术示范区,验证了不同开发矛盾下工艺适应性。缆控分层注水技术提高了吸水厚度比例,有效控制了含水上升率和自然递减率,增油效果明显,推动了油田数字化转型、智能化发展。     

可投捞式缆控智能分注工艺及装置分析

随着油田数字化、智能化的发展,以缆控智能分注工艺为代表的智能分注技术势必规模化应用。但在前期的现场试验中,流量调节阀出现卡阻的现象,导致无法调节井下分层注入量,只能起出管柱重新作业。通过优化缆控智能配水器主体结构,设计了可投捞调节阀和测控线路,研制了流量调节阀可投捞式智能配水器; 通过室内试验和现场试验验证了可投捞式缆控智能分注工艺的可行性。室内投、捞试验各50次,投、捞成功率100%,实现了流量调节阀通过下入投捞仪可整体捞出,修理或更换后重新投入智能配水器内使用。现场试验5口井,投、捞后井下各智能配水器运行正常。可投捞式缆控智能分注工艺提高了智能分注井井下分层注水管柱整体工艺的灵活性和可靠性,降低了缆控智能分注井的运行维护成本,为缆控智能分注技术的推广应用提供技术支持。     

管外缆控式智能分注技术

华北油田油藏埋藏深、注水井井温高、层间注水压差大等问题,严重制约了现阶段分层注水技术的发展。针对当前分注工艺与生产需求之间的矛盾,以管外缆控式智能分注技术作为主体,开展了新一代分层注水技术研究。通过对井下智能配水器优化设计,提高了电控智能配水器耐温、承压等关键指标;以深斜井多级多段分注技术为基础,形成了过电缆套保封隔器、过电缆逐级解封封隔器等缆控式智能分注工具系列,井下工具可靠性大幅提高,施工成功率达100%。该技术从根本上改变了分注井测调方式,无需测试车辆和人员现场操作,可远程控制分注井进行验封测调,降低生产成本投入;层段注入量自动调整、生产动态实时监测及层段配注远程调整等功能,为油藏精细分析及生产动态调整提供了数据和技术支持,实现了有效注水、精细注水,有助于提高水驱开发效果。     

分层定量注水分层测压一体技术

注水井分层注水过程中地层的压力、温度监测可以为油层地质分析提供真实的资料,而现有分注测试技术存在着无法全程测试地层压力、温度的问题。基于偏心定量注水技术和井下测试技术的原理和工具结构,采用技术集成化研究和设计方法,研制了具有测试总成的注水测压堵塞器、带有测试通道的注水测压工作筒、带有阀底支撑总成且满足斜井投送注水测压堵塞器需要的专用投送器等关键工具,形成了注水井分层定量注水分层测压一体技术。室内实验表明关键工具密封可靠且满足在斜井上投捞更换注水测压堵塞器的需要。目前该技术现场应用5 口井,投捞成功率100 %,测压、测温数据提取合格率100%,扩展了现有偏心分层注水技术的功能,具有广阔的应用前景。     

智能井井下液压控制信号传输特性研究

液压控制的智能井系统通过长达数千米的液压管线向井下传送液压控制信号和动力,选择目的层层位和控制流量。向井下传送液压控制信号时,受传输介质和细长液压管线的影响,液压控制信号的传输速度、强度和形态都会发生衰减和扭曲,难以被井下设备识别。为对井下执行器进行可靠的控制,讨论了液压控制信号的传输速度、井眼温度沿深度方向变化对传输介质黏度的影响;分析了井口压力向井下传播时压力与时间的变化关系、地面液压控制信号传到井下时的形态变化、同时施加液压控制信号和液压动力信号时的传输特性,以及有无阻力状态下开启井下滑套时控制压力的变化;再考虑管线内径、加压方式、井眼环境、液压油黏度等对上述传输特性的影响,得出液压控制压力应大于5 MPa、3 000 m深水井中井下液压信号传输时间约为25 min等定量评估结论。研究结论可为开展井下液压控制提供理论参考。      

新型分层采油管柱与工具的研制

为了满足油田高含水期分层堵水采油的要求 ,研制了新型分层采油管柱与工具。新型分层采油管柱由上部的泵抽油管柱和下部的堵水管柱两部分组成 ,研制的井下工具有定深装置、滑套开关器和电动开关控制仪。电动开关控制仪由油套环空下到设计深度 ,依靠定深装置 ,通过接箍定位器将仪器精确定位在滑套开关器内 ,由地面控制电源给电动开关控制器供电 ,撑开对接爪 ,上提电缆 ,完成滑套开关控制器的打开和关闭动作 ,实现相应层段的生产和封堵。江汉油田清河采油厂 3井次的现场试验表明 ,这种管柱和工艺的现场施工成功率达 10 0 % ,可实现任意层段的找堵水和分层采油     

海上油田井下液控解码技术

海上油田开发以水平井大斜度井居多,开发井层数多,层间矛盾大,需要对层间生产动态进行实时控制。井下液压分层控制方式具有可靠性高、动作力大的特点,但受管线数量影响,工艺适用层数受限。通过井下解码技术减少了多层控制管线数量,提高液控工艺适用性。研制的井下解码器采用滑阀结构形式,通过不同管线压力序列,实现了层位的识别和压力液的引导,利用3条管线可以实现井下6个层位的控制,满足了分层精细化控制的需求。实验结果表明,在指定的管线接入顺序下,解码器只能在指定的压力序列下打开,保证层间互不干扰。同时对液压油传导时间进行了实验验证,在20 ℃环境下,采用壳牌得力士22号液压油,在3 000 m长,直径6.35 mm液控管线中,5 MPa液压油传导至末端时间约为240 s,为井下液控滑套的控制提供了理论基础。     

水平井智能分段开采工艺管柱的研制与应用

目前的水平井多段找水、堵水作业须各下1次管柱,存在作业费用高、占产时间长、多次污染地层的问题。为此,研制了水平井智能分段开采工艺管柱。该管柱主要包括Y441堵水封隔器、K341堵水封隔器、智能开关和安全接头等。智能开关的工作采用"定时+休眠"模式,并在过夜通道处设计有球阀,保证正加压时压力上升可靠。K341封隔器具有逐级解封功能,解决了上提整体管柱载荷大的问题。现场应用结果表明,水平井智能分段开采工艺1趟管柱完成了水平井多段找水、堵水和生产过程,降低了管柱的作业风险,直井、斜井和水平井均可使用。     

海上油田电控智能控水采油工具研制及性能评价

为了解决渤海油田高含水阶段生产井分层控水采油难题,提高生产井的稳油开发效果,研制了电控智能控水采油工具。工具采用单芯电缆实现井下供电和通讯,设计采用多测试通道并列结构,配备流量、含水率、温度和压力实时测试功能;采用超声波时差法测量单层产液量,采用射频法测量单层产液含水率,能够根据各层含水情况进行实时控制,实现生产井生产时的控水稳油。工具性能试验结果表明,电控智能控水采油工具在60 MPa压力下密封性能可靠,120 ℃温度下工作正常,含水率测量范围0~100％,在流量高时流量测量精度高,满足海上油田现场应用要求。电控智能控水采油工具为海上生产井实现分层采油、高效稳产开发提供了新的控水工具,也为下一步海上油田现场应用奠定了技术基础。      

海上油田液控智能采油工艺研究

海上油田开发以水平井大斜度井居多,开发井层数多,层间矛盾大。针对目前开发方式无法实现对油层进行精细开采的现状,提出了海上油田液控智能采油工艺技术。该工艺利用八挡位井下液压滑套配合液压解码器可以实现多层的精细开采,同时设计的水嘴结构可以实现多层流量精细的调节与大产液量的调节。井下液压解码器利用排列组合的原理,在降低管线数量的同时,实现了井下层位的选择与高压控制液引导,并通过计算管线摩阻,为现场管线的选择提供了理论支撑。试验结果表明:油嘴结构可以实现0~800 m 3/d的精细调节;井下液压滑套换向功能可靠,换向压力稳定在2 MPa左右,可实现0~2800 m 3/d的产量调节。该工艺不受水深和井斜等限制,最多实现了6层井的精细开采,提高了作业效率,可为海上油田精细化开采提供技术保障,同时也可为深水油田的开发提供技术储备。     

大庆油田缆控智能分注技术工艺优化

缆控智能分注工艺实现了井下参数的连续监测和实时测调,为油藏分析提供充足数据,但由于井下工具涉及多学科应用且工艺复杂,前期现场试验过程中发现,缆控智能分注井运行2年以上井数占比仅为51.9%,无法满足规模应用需求。通过对前期试验井进行故障分析,找到影响工艺可靠性的关键因素,针对主要问题对缆控智能配水器流量控制阀、电缆密封连接工艺以及过电缆封隔器洗井阀结构进行了改进和优化;实现了缆控智能配水器流量控制阀10 MPa压差下顺利开关,漏失量小于1 m3/d;电缆与缆控智能配水器连接密封可靠,电缆可从过电缆封隔器上、下接头顺利穿过。工艺技术优化与完善后截至2022年4月,现场试验223口井,运行2年以上井数占比由原来的56.1%提高到91.9%。优化后的缆控智能分注工艺,可靠性得到提升,为该技术在油田开展规模化应用奠定基础。