波码通信分层注水技术研究及现场应用

常规分注井无法连续监测数据,需人工定期测调确保分注合格率。随着技术进步,国内油田逐步向数字式分注发展。长庆油田以超低渗透储层为主,层间非均质强,小层注水量小,通过持续攻关,创新提出了波码通信分层注水技术,攻克了小水量测试调配及远程无线通信与控制难题,形成了适合长庆油田的带压作业模式。该技术通过压力流量波码实现地面与井下数据无线远程传输,配水器实现井下分层流量自动测调与数据录取,现场应用1200余口井,地面与井下无线数据传输距离达到2800m,分层注水合格率长期保持90%以上,最长有效期近4年,单井年节约测试费用5万元,解决了常规分注技术面临的技术瓶颈,人员劳动强度大幅降低,提升了油田注水精细化水平。     

鄂尔多斯超低渗储层智能注水监控技术

鄂尔多斯超低渗油藏的注水开发存在如常规分注工艺配套费用高、人工作业复杂、分注合格率下降快且无法长期监测分层动态数据等问题,为此提出了智能注水全过程监控技术。该技术包括井下自动控制配水器、地面传输控制一体化装置及远程监控系统,应用流体波码技术及井下流量智能调节理论,实现了井下分层流量自动测试、自动调节,动态数据长期测试及存储,地面与井下远程无线数据传输,油田数字化系统实时监控等功能。2016年超低渗典型区块开展20口井现场试验,分注合格率95%。智能注水监控技术实现了精细配水,有效控制单层突进,减少无效水循,并真实掌握油藏开发动态过程,为实现油藏高效注水开发奠定了工艺基础。     

数字式分层注水流动特性研究与分析

针对长庆低渗透油藏精细分层注水特点,常规分注技术存在实时监控难以及测调过程复杂等问题,提出了数字式分层注水技术。该技术应用配水器集成孔板流量计、一体化可调水嘴、电机、验封短节、井下电源、通信模块及控制芯片等部件,实现了配水器的自动验封、自动调节、数据实时录取与存储和无线通信的功能,极大地提高了注水过程的自动化水平。通过分析油管的沿程流阻、水嘴和流量计的阻力损失,建立了数字式分层注水井注水的流动特性分析力学模型。利用该模型可以计算得出井下各层的注水压力及水嘴开度关系,进而优化注水参数,提高分层注水效果。     

井下柔性复合管预置电缆数字式分注技术

低渗透油田分注管柱长期服役后腐蚀结垢严重、分层注水合格率下降快。为此,设计了井下柔性复合管预置电缆数字式分注工艺管柱,研发了智能配水器与过电缆封隔器等关键工具,开展了管柱抗外压、抗拉强度等关键性能室内评价,形成了适用于井下高压条件下的柔性复合管分层注水技术。室内评价结果表明,管柱满足分注井封隔器坐封压力与最大抗外压要求,智能配水器流量测试误差小于2%。现场试验4口井,最长服役时间已超过2年,分层注水合格率100%。研究表明,预置电缆数字式分注技术应用柔性复合管,可以有效提升管柱耐腐蚀性能,实现分层流量自动测调、远程验封和数据监测等功能,满足封隔器坐封、反洗井及后期测试要求,具有较好的应用效果。      

渤海油田无缆智能分注技术优化及应用

渤海油田开展无缆智能注水技术应用以来，取得了显著的注水开发效果，但随着应用规模的扩大，也突显出了发码效率低、波码通信抗干扰性差、配水器水嘴卡堵等问题，为此针对该问题开展了技术优化。创新设计了液压控制井口发码装置，实现了操作人员远距离液压控制，提升了现场发码作业的安全性和时效性。采用压力幅值加脉宽识别的压力编码方式，增强了压力编码的抗干扰性，提高了发码质量和效率。通过改进智能配水器水嘴调节方式，有效避免水嘴开度调节过程中存在的卡堵现象。优化后的无缆智能分注技术成功应用于现场实践，取得了良好的应用效果：注水井测调工期明显缩短，平均单层测调耗时0.51 d,测调效率大幅提升；智能配水器最长工作时间超过3年，井下复杂工况条件下工艺的长效性显著提升。该技术对于海上油田精细分层注水开发具有一定的指导意义和应用价值。     

有缆智能分注技术在华北油田的应用

为了提高华北油田非均质砂岩油藏的分注效果及注水合格率,减少验封测调工作量,开发并应用了有缆智能分注技术。该技术可在地面远程实时读取井下智能配水器采集的各层注水流量、温度和压力等数据,并可实时调整各分层配水器水嘴开度大小,轻松完成验封测调工作,在保障分注井注水合格率,减少验封测调工作量的同时,也能够为油藏的分析评价提供大量的数据支撑。介绍了有缆智能分注技术的特点、关键工具和施工辅助装置等,并分析评价了35口有缆智能分注井的应用效果。其对应井组见效率90%,对应油井见效率82. 8%,累计增油16 690余t,节约验封测调费用688万元,降本增效显著。有缆智能分注技术能够有效提高水驱采收率,助力油藏精准开发,具有较高的推广应用价值。     

注水井智能分注工具新型流量测量技术研究

智能分注技术能够实现分层注水井动态数据的连续监测、注水方案的实时调整，保证注水合格率。但是成本高，不能在多层精细分注井大规模应用。其中，电磁流量计在智能配水器中的成本占比约为38%,为降低成本而取消物理流量计，开展智能配水器新型流量测量技术研究。利用无量纲分析方法，构建智能配水器水嘴前后压差与流量和水嘴开度经验计算准测方程，通过室内试验获取方程的经验参数。利用压力传感器监测注水井压力，将压差值代入方程并计算流量，实现注水井分层流量实时测量。室内试验结果表明，新型流量测量技术获得的计算流量值与标准流量值比较，相对误差小于12%。在智能分注工具中采用新型流量测量技术，不需要配置流量计，从而降低智能分注工具的成本，为智能分注技术的规模化应用提供技术支持。     

液控智能分注工艺调配及分层注水量计算方法

液控智能分注工艺可在地面通过液控管线控制井下配水器的水嘴开度,以达到分层调配的 目的,其缺点是无法监测井下各层的注水量.对于油藏精细注水开发,分层注水量是分析注水受效和评价水驱效果的重要动态参数.利用该工艺可在地面控制井下配水器水嘴开度的优势,在分析分层注水过程中注入水流动阶段的基础上,提出了 一种新的分层调配方法及分层注水量计算方法.通过测试各层配注量下对应的井口注入压力,计算得到各层配水器水嘴满足分层配注量的目的开度;通过水嘴目的开度下的单层注入指示曲线和全井注入指示曲线测试,计算得到不同井口注入压力下各层的注水量,并编制了用于调配设计和分层注水量计算的软件.现场应用表明,该调配方法可靠,分层注水量计算结果准确性较高.分层注水解释结果对油田注水开发精细管理具有重要的意义.     

无线智能分注技术在牙刷状油藏上的应用

为提高牙刷状油藏的分注效果,应用了无线智能分注技术。该技术通过采集存储井下分层流量和压力等数据,测试资料准确性高。根据需要设定时间自动验封测调,下井前配水器设定打开时间,坐封安装井口后即可注水,无需单独下电缆开水嘴,同时应用无线通信功能,提高了测试成功率和分注合格率。在4口注水井上进行了现场试验,措施后4口井均正常投注,测试成功率100%,分注合格率100%,对应9口油井中7口油井见效,当年累计增油2 658 t。无线智能分注技术对于同类型牙刷状油藏的分层注水开发具有很好的增产效果。     

桥式同心分层注水工艺的研究与试验

由于常规偏心分注技术、桥式偏心分注技术存在着测调成功率低、效率低、工作量大、作业风险大等诸多问题,提出了桥式同心分层注水工艺技术。该技术将可调式水嘴与配水器一体化集成,实现配水器中心通道内免投捞配水作业模式,通过地面可视化直读方式操作井下测调仪与配水器同心定位对接,实现流量测试与调配同步进行,具有较高的测调成功率和工艺效率。桥式同心分层注水工艺在长庆油田现场应用1 664口井,施工成功率100%,分层测调合格率96.8%,平均单井测调时间4~6 h,具有一定的推广价值。