注水驱油是我国各大油田普遍采油的开采方式,分层精细注水是提高原油采收率、保障油田高效益开发的关键。目前注水驱油主要面临以下问题:
①层间差异使注水合格率快速降低,半数时间注水“不合格”;
②分注井数和层数的不断增加,测试工作量逐年增加;
③无法长期监测单层注水参数,不能辅助对储层的认识及分析挖潜剩余油。
HITTOP缆控式分层智能注水系统是基于数字化、自动化的新一代智能注水技术,其利用监测的实时连续数据为精细油藏分析提供有效数据支持;利用层段实时自动调整功能保障注水合格率,实现分层精细注水,提高注水驱油的开发效果。可以实现:
(1)井下参数实时精准监测
在线实时监测注水井各层段的注水量、管内压力、管外压力、温度,为数字化油藏提供准确数据。
(2)各层注水量实时智能调控
在免施工的情况下,根据实际注水量与目标配注量的偏差,实现各层注水量的智能调控,且省去注水井测调等测试成本。
(3)将数字化油田网络由站、井延伸至层段
将注水井分层智能配注系统与数字化油田网络相结合,构建数字化分层监测与智能配注系统。
无缆式波码通信智能注水系统通过在注水过程中形成特定的压力与流量脉冲,控制井下智能配水器的注水量调节,在免人工参与的情况自动实现注水井加密测调,保障分层注水合格率。
无缆式波码通信智能注水系统可以实现:
(1)通过压力波、流量波建立井下智能配水器与地面控制系统之间的可靠双向通信(下传配水器流量阀开度、目标配注量,上传各层注水量、管内压力、管外压力)。
(2)井下各层智能配水器流量调节阀开度、注水量的免人工自动调控(测调周期默认7天/次,可按需设置)。
(3)井下参数实时监测与存储,动管柱作业时可将智能配水器起出至地面,读取所存储的历史数据,获得地层参数与信息。
油田开发过程中,存在油层小层数较多、渗透率级差大、剩余油高度分散的特点,油井的各层段产液、含水率随开发动态变化。但采出井以合采为主,未能对各层段压力、产液量等参数进行实时监测,更难以对各层产液进行精细调控。
HITTOP缆控式分层智能采油系统融合先进的传感监测、智能控制等技术,实现各层段产液量的实时监测、地面智能调控,可为高含水期、特高含水期油井的精细开采与剩余油挖潜提供有力手段,提升油田开采的数字化水平。
(1)油层参数实时精准监测:在线实时监测油井各层产液量、含水率、管内压力、管外压力、温度,准确掌握油层信息,为优化配产提供准确数据。
(2)各层产液量实时智能调控:在不动管柱、免施工的情况下,根据各层产液量、含水率,制定优化配产方案,并实现各层产液量的智能调控,实现稳油控水。
(3)将数字化油田网络由站、井延伸至层段:将油井分层智能配产系统与数字化油田网络相结合,实现油藏数字化。
油田开发过程中,油层段出水对油井寿命与产量的不利影响极为严重,因此准确判断出水层段是油井增产与出水治理的前提与基础。基于智能开关器的分层段开采与找堵水管柱,在智能开关器中集成有高温电池组、微控制器、微型力矩电机、电控开关阀、压力传感器等组件,HITTOP智能开关器可以实现:
(1)智能开关器的定时开启与关闭:入井前设置每层智能开关器的开启与关闭时刻,智能开关器在井下的逐层段开启与关闭,实现井下各层段的单独开采,通过井口计量判断各层段的产能与含水率。
(2)智能开关器的压力脉冲控制开启与关闭:判断高含水层或出水层之后,通过地面泵车加压产生特定的压力脉冲,控制井下高含水智能开关器关闭、低含水层智能开关器开启,实现油井的稳油控水。
(3)油层参数实时监测与存储:实时监测并存储各层段管内压力、管外压力、温度,动管柱作业时将智能开关器起出至地面,回放历史数据,获得压力恢复曲线等油藏信息。
随着分段压裂应用规模的扩大、应用领域的拓展,对压裂完井、产能测试和后期生产提出了新的需求,为了满足油藏开发对大排量、大规模压裂和后期选择性生产、堵水等技术需求,HITTOP无线射频智能开关滑套可大大简化压裂施工与测试流程,且智能滑套具有全通径、重复开关的特点。
智能滑套利用无线射频通信技术(RFID),以射频标签为信号载体,通过地面控制系统写入目标层段的开关控制指令。射频标签自井口投入,其经过井下各层段智能滑套时,滑套内的无线模块接收标签携带的控制指令,并执行开启或关闭动作。
试油试气是石油天然气勘探和油气藏评价系统工程中的重要环节,是最终确定是否有油气藏存在和评价油气藏是否具备开采价值的依据。常规的试油试气工艺流程需要多次起下管柱,并通过井口的一系列复杂施工调控井下测试阀的打开与关闭,存在效率低、施工周期长的不足,易对地层造成二次污染。此外,常规的试油试气工艺多为多层合测,资料反映的是多层段综合效应,不能准确评价每层段产能,难以满足精细开发的需要。
HITTOP无线射频智能开关阀可以实现:
(1)井口投放射频标签,控制井下各层智能开关阀开启与关闭,实现各层依次、单独试采,实现一趟管柱分层测试与试采。
(2)井下参数实时监测与存储,试采与测试结束后,将智能开关阀起出至地面,读取所存储的历史数据,获得地层参数与信息。
水平井出现早期见水、含水快速上升的情况时,严重影响开采效果,须通过产液剖面测试判断见水层段,为措施治理和后期开发方案调整提供依据。哈尔滨艾拓普科技有限公司研制开发的HITTOP电控封隔器可实现自动重复坐封、解封,配套相应测试工具可实现水平井分段产剖测试、分段找堵水。
电控封隔器工作时,根据地面预先设置的坐封、解封时间,通过集成的高温电池组、控制电路、驱动机构实现封隔器胶筒的胀开与回缩,电控封隔器还设置有上提强制解封功能。
油层压力是油藏开发动态最敏感的参数之一,是注水保持能量状况和注采平衡关系的直接反映,因此对油层压力监测对油藏开发意义重大。目前的油井分层测压主要采用管柱测试法,即通过油管下放专用的测压短节和封隔器,封隔器坐封后,利用测压短节分别测试上、下油层的压力,测压结束后再上提管柱,并对测压短节中存储的压力值进行回放。该方法必须进行现场起下管柱作业,施工量较大、且无法提前判断封隔器的坐封性能。
HITTOP电缆投放式油井分层测压系统如下图所示,将生产管柱起出后,通过电缆连接测压工具串,将电控卡瓦式测压仪下放至目标层位,然后控制测压仪锚定、坐封于两射孔段之间,通过两只内置的压力传感器分别采集、存储两层压力值。测试周期结束后,将测压仪打捞出井,回放测压仪的存储数据。根据测试需求,也可采用两只测压仪,利用单芯铠装电缆进行供电与通信,实现地面控制系统与井下两套测压仪间的双向实时通信,通过重复坐封/解封测压仪实现拖动式测试,每次锚定坐封均可实现三个产层的压力测试。
井下节流在天然气开采过程中的重要环节,活动式节流器的高灵活性和高适应性,其在苏里格等气田得到普遍应用。但是,当前井下活动式节流器的打捞成功率不足70%,节流器打捞失败的根本原因在于节流器设计、打捞方式不合理,通过投捞器施加给节流器的锚定卡瓦解锁力不足,难以克服节流器锚定卡瓦与油管内壁的粘接力、沙粒的卡阻等。此外,常规井下节流器的投捞工艺繁琐,对下放速度、坐封急停、打捞力缺乏定量和定标的设计,仍然在依靠工人的经验进行操作,节流器坐封效果、解封效果时好时坏。
哈尔滨艾拓普科技有限公司研制开发的HITTOP电控投放打捞式节流器,由电控投捞器给节流器输出稳定的大力矩,驱动节流器内部的传动机构,可靠地实现节流器的锚定坐封与解锁打捞,保障井下节流器投捞成功率100%。
哈尔滨艾拓普科技有限公司研制开发的HITTOP电动坐封工具采用电缆或内置电池组供电,无需火药或液压驱动,通过大扭矩直流电机+高强度减速器实现桥塞坐封所需动力输出,最大坐封拉力可达50吨。