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。     

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。     

陈堡油田分注井无缆智能测调工艺应用

针对注水井井筒的特殊条件,以压力波为载体,在井筒内建立一条有效的、可靠的信号通道,实现井下信息的传递。在分层注水井内下入智能分注工具与封隔器组合,实现分层注水的同时,地面远程控制井下配水器的调配,并将采集的各层流量数据传输至地面,形成无缆智能远程调控的分注测调工艺。该工艺在陈堡油田3口井成功应用,实现分层注水无缆传输、无需现场测试队伍、数字化的模式。     

注水井智能分注技术研究进展

常规注水井分注技术存在测调工艺复杂、工作量大、适用性差等问题,而智能分注则能很好地解决这些问题,是分层注水的发展方向。对比分析有缆式智能分注、非接触式智能分注及无缆式智能分注三种技术的配套工具、施工作业、测调验封、配注调整、动态监测、数据回传及技术瓶颈等指标。综合分析认为,注水井智能分注技术的下步研究方向主要为:一是研制防堵水嘴或可投捞水嘴,解决水嘴堵塞问题;二是通过低功耗水嘴测调技术、高性能(可充电)电池或电池水嘴一体化研究提高智能分注技术使用寿命;三是实现三种智能分注技术的优势耦合,规避单种智能分注存在的技术限制。     

精细注水“智能芯”成为油田开发的利器

<正>CPD讯(记者何宏芳通讯员杨春林)应用智能分注工艺开展精细注水工作,正在华北油田深化推广。截至5月30日,在同口、阿尔等油田42口注水井采用电缆式、无缆式两种智能分注工艺后,实现了井下各层注水量自动测调、注水动态实时监测、井下配水器远程控制等功能,分注合格率达100%,累计增油超万吨。2012年以来,华北油田通过引进桥式偏心、桥式同心分注及高效测调技术,不断推进精细分注工艺技术     

集约式低成本井下自动调控分注装置研究

胜利油田有缆式智能分注技术已推广应用110余井次，取得了较好的开发效果，减少了现场测调工作量。但受电子元器件成本制约，该技术实施成本较高，限制了其大规模推广。为了加大有缆智能分注技术应用规模，通过功能配置分级，将统一配置的有缆智能配水器优化设计为具有通信、测试功能的中枢配水器和具有调节功能的调控开关，编写了PID控制算法对注入流量进行精确调控。对样机进行了大量试验，结果表明，所研发的集约式井下自动调控分注装置满足耐温125℃、耐压差30 MPa的工况环境，且流量调控误差≤5%,成本降低约30%。集约式井下自动调控分注装置，为油田智能分层注水技术的降本增效提供了一种新的设计思路。研究结果可为该技术的推广应用提供参考。     

渤海油田无人平台智能分层注水工艺研究与应用

随着海上油田注水技术的发展,智能分层注水因其特有的优势得到更多油田的青睐。近年来渤海油田开发较多地运用中心处理平台加无人井口平台模式,针对无人平台注水井分层配注的难题,研制出通过地面控制系统,利用液压管线远程控制调节井下流量阀的技术,进而达到分层调配的目的。该工艺于2021年在渤海某无人平台B井得到了成功应用,性能可靠,测调效果良好。该文从工艺技术、关键装置及现场施工应用等方面对其进行了介绍,为后期海上油田开展分层注水提供了有益的参考。     

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。     

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。     

海上油田有缆式测调一体化注水工艺及应用

为了克服现有的注水测调工艺均需依赖钢丝电缆作业的不足,研制了海上油田有缆式测调一体化注水工艺技术。该技术不依赖于钢丝电缆作业,能够满足海上油田大斜度井、水平井分层注水需求,实现海上油田精细、高效注水,并保证注入安全。现场应用表明,该技术施工成功率100%,有缆式测调精度达到80%以上,单层配注量最大1 000m3/d,测调一体化配水工作筒已运行时间700d,各项指标正常。实现了井下流量的实时监测和注水量的自动调整,保证了分层注水合格率,减少了后期的调配作业以及修井费用,具有较好的推广应用前景。     

基于无线充电及通信技术的智能配注水系统分析

油田进入特高含水后期,注采关系复杂,需不断缩小测调周期以保证注水合格率,这就造成了测试工作量大量增加,注水技术急需向数据实时监测、注入量自动调配方向发展。开展了智能配注技术的研究,将井下参数采集模块、电路控制模块、流量控制阀集成在智能配注器内并长期置于井下,结合无线充电技术、无线通信技术及自动调整算法,形成了包括智能配注器、智能测控充电一体仪及地面通信控制主机的智能配注工艺及配套装置。室内及现场试验表明,无线充电及通信技术可靠,智能配注器对井下生产参数进行实时监测,并根据设定值进行自动调整。利用智能配注技术对地层参数的实时动态监控,通过对控制数据的分析与挖掘,可为油田精细开发方案的制定及调整提供数据支撑,为油田“数字化、智能化”建设提供技术支持。     

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。     

预置电缆智能分注技术研究与应用

大庆油田进入特高含水期以来,注水井数和多级细分井数逐年增多,层段动态变化更为复杂,注水合格率下降较快,高效测调虽可加密测调周期、提高注水合格率,但人工测试工作量仍然巨大。基于以上问题,开展了预置电缆智能分注技术研究。该技术主要由预置电缆智能注水工艺管柱及地面无线远程控制系统两部分组成,工艺管柱通过将电缆置于油管内部连接配套工具; 远程实时监测各参数变化情况并控制井下分层流量、分层压力,系统具备自动测调、数据自动存储、超差报警、远程验封及测压、标准报表输出等功能。该技术是一种实时、高效、连续的新一代分层注水技术。     

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。     

海上大排量分注井无缆智能配水器水嘴压力损失数值模拟

与传统钢丝投捞分层调配相比,无缆智能配水器在海上大排量注水井分层配注中的时效有很大提升。但由于行业内还没有形成对海上大排量无缆智能配水器水嘴开度选择的相关标准,现场调配时只能根据现有经验尝试性选择水嘴开度,所以现有分层测调的时效仍有待提升。针对此问题,应用FLUENT软件对无缆智能配水器15级开度及不同流量(0~500 m3/d)所产生的水嘴压力损失大小进行了模拟,共形成137组水嘴开度、流量、压力损失数据,并将该模拟数据应用于渤海油田3口注水井共11个注水层段的调配作业中。现场调配结果表明,在11个注水层段水嘴开度的选配均一次性完成的情况下配注合格率达到90%以上,单层测调时效较经验法提升1/2~2/3,可用于指导海上大排量注水井测调工作。     

油田注水井智能双流调节阀装置的研制

针对油田注水工艺存在高压闸阀易卡易漏、人工调节不安全和易产生“倒灌出砂”等问题 ,研究开发了油田注水井无线智能监控网络系统。其中 ,单井智能双流调节阀装置是整个系统的基础单元 ,由智能控制器、电动执行机构、双流调节阀及干压表、油压表等组成。装置具有注水井工况显示、控制参数设定、远程阀门开度调控、数据处理和存储等多种功能。 9口井的现场试验证明 ,这种单井智能双流调节阀实现了精确注水 ,平稳注水 ,可防止倒灌出砂并降低工人劳动强度。     

大庆油田机械分层注水技术回顾与展望

分析大庆油田不同开发阶段注水措施面临的矛盾，论述了随着矛盾的转变．机械分层注水技术不断发展完善，对注入剖面调整的重要作用。封隔器由扩张式逐步发展为可洗井压缩式、免释放封隔器，提高了工艺的密封率和成功率；配水器由固定式配水器逐步发展为同心活动式配水器、偏心式配水器、偏心式恒流配水器、同心集成式配水器，偏心集成式恒流配水器，实现了不动管柱分层调配，降低了作业成本，缩小了卡距，降低了隔层厚度，增加了细分程度；水嘴投捞方式由动管柱投捞发展到钢丝投捞、智能投捞，提高了测试调配效率；分层注入工艺由单一的注入功能向注入、信息采集、测调集成化方向发展。通过分析产量递减阶段分层注水技术面临的矛盾，指出“十一五”期间及以后注水技术应向地面方便重复调层的智能分注技术方向发展。     

低渗透油藏精细水驱提效再认识

低渗透油藏储层岩性致密,具有孔喉细、压力系数低、裂缝发育等特点。注水开发单井产量低、产量递减快,稳产基础薄弱;储层非均质严重,动用程度和驱替程度较低;易水淹水窜,采油速度及采收率难以提高。为了克服这些问题,持续攻关形成了精细油藏刻画技术,配套精细分层注水工艺,在低渗透油藏开发中成功应用。油藏精细描述是实施精细水驱的基础,主要包括单砂体精细刻画、裂缝精细表征、储层微观孔隙结构精细刻画等技术。精细水驱包括井网加密调整技术、精细分层注水技术、智能分层注水技术、纳米微球调驱技术、温和超前注水技术等,可解决低渗透油藏注水开发水平及垂向注采不平衡的矛盾,有效提高采收率。温和超前注水技术对克服裂缝开启、地层破裂、启动压力梯度三者间的矛盾具有重要意义,使地层压力维持在相对平均的稳定状态,有利于延长油田稳产期。相对于常规水驱,精细水驱技术预期提高低渗透油藏采收率5%以上。