现代智能完井技术

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摘 要：本文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。

关键词：现代智能 完井 钻井技术 信息化

一、现代智能完井概念

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。该技术包括智能完井技术、新射孔完井技术、膨胀管完井技术、割缝衬管完井技术等。

智能完井系统是带有井下传感器，并能实时采集有关数据的遥测与控制系统. 可允许操作人员从地面实时地对单井多层段油、气生产或对多分支井中单分支井眼的油、气生产进行监测和控制，最大限度地减少油气井生产期间的修井次数，保持有效的开采速度，获得较高的油气采收率，降低油气生产成本. 该系统可以通过控制油层的流动特性来恢复油层能量，延迟地层水侵入采油层段，增加油、气产量. 该系统特别适用于调整井和修理费用高或复杂环境下的油井，如海上油井、深水油井、多分支井、水平延伸井、直井、远距离操作的油井等.

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。

二、现代智能完井特点

现代智能完井技术对解决在生产中所遇到的各种储层和与井筒的连通问题已基本成熟，其标志是完井技术已脱离早期的仅凭经验完井的阶段，已经进入数字化、定量化设计并能进行优化整个完井过程的新领域。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。因此，对于油层性质差距较大，需进行多层合采或合注的井或需控制水、气锥进的井可以采用现代智能完井方法，从而实现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。油藏使用智能完井管理越多，被控制的部分越大，油藏就能获得更大的潜能。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。

三、现代智能完井应用方向

现代智能完井技术近几年来有了很大的进展，贝克石油工具公司、斯伦贝谢公司、哈里伯顿能源服务公司、Rox2ar 有限公司等已安装了智能完井系统。该技术特别适用于调整井和修井费用高的地区，如在海下油井、深水油井、多分支井、水平延伸井、远距离无人操作的油井等中得到了充分的应用。

（1）多分支井可从智能完井系统中获利。电子设备可精确的监测井下不同层段的压力并调控每个生产层段的生产压差，因而可使油层以最佳方式采油，同时也可使多分支井的各分支井同时采油。

（2）水平延伸井应用此系统工艺技术，可使流量控制装置下入到挠性油管所能下入的更深位置。

（3）深水油井将从现代智能完井系统的应用中获利，该系统可减少设备和操作人员。由于采用智能完井系统，无须再用挠性管或钢丝电缆起、下检测工具，因而可将它们从采油平台上拆掉，减少了施工时间和施工成本。

（4）现代智能完井技术在海下油井中的应用集中体现在减少和最大限度的消除油井的采油维修工作上。对海下油井的井下流体和油层参数的监测，以及对油井产量或水井注入量的优选，将所需的油井修理工作减少至最低限度，降低了生产成本。

四、结束语

未来几年，现代智能型完井技术可以通过连续模拟、测量和控制井下所发生的情况，并把重点放在优化产量上，需要更好的数据管理以便了解什么信息最有价值和如何对油藏管理作出更及时的反应，实际上几乎所有的现代智能完井装置都是采用液压技术制造的。采用液压技术开启和关闭控制阀和油嘴，只需要一条小直径电缆进行操作；光纤在井内作业的应用正在推广。在北海和美国墨西哥湾正在成功地布置光纤温度监测系统，在优化采油方面获得有益的结果。