案例分享

智能完井——数字化完井时代前哨

已发表: 09/21/2023

智能完井的概念与特征

智能完井技术是一种将先进传感器、数据分析和自动化控制系统应用于油田生产建设和运营过程的方法。其核心目标在于实现精准的井筒设计、实时监测和远程控制,使作业者能够通过远程手段监测和控制原油生产。此外,智能完井技术还能够连续、实时地管理油层,收集井下压力、温度等参数。尽管其初期投入成本较高,然而在油气井后期的生产管理和维护方面却能显著降低开支。

智能完井系统的核心组成包括流量控制设备、井下永久式传感器以及地面数据采集和控制设备。斯伦贝谢公司作为智能完井领域的重要推动者,借助先进井下工具、高精度传感器以及实时数据分析等元素的融合,构建了一个动态的完井框架,超越传统完井方法,引领未来完井发展的方向。

 


 

斯伦贝谢主要智能完井设备

1. 井下流量控制阀

智能完井的关键技术之一是井下流量控制阀,该技术在多产层井况下实现了每个产层的远程控制,以最大化生产效率。斯伦贝谢公司的流量控制阀技术经历了多个阶段的创新演进,从最早的液压管线控制阀,到电液混合流量控制阀,再到当前的纯电流量控制阀,技术的不断进步极大地提升了操作的便利性和稳定性。新一代的流量控制阀可以实现远程无级流量调节,并能够同时获取流量、温度、压力和含水率等数据,代表了目前先进的智能完井技术。

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斯伦贝谢于2000年5月在挪威海域首次安装了流量控制阀。此后,在全球范围内26个国家安装了超过2200个控制阀。在可靠性方面,液压驱动的控制阀存活率超过96%,而纯电流动控制阀的存活率则达到100%。超过20年的作业经验以及可靠的和作业记录,使斯伦贝谢智能完井系统成为全球客户青睐的产品。

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2. 实时控制系统

实时控制系统安装于井口或平台上,通过安全的界面激活液压、电液和全电流量控制阀,该系统实现了井下流量控制阀的可视化控制,监测阀门变化以及压力和流速响应。人机界面(HMI)使现场作业者能够通过双向通信实时监测和井下控制,同时也能将储层和工具数据安全地传输给生产中心。

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3. 永置式电子压力计(监测温度压力) 

永置式电子压力计是智能完井系统的重要部分,通过与井下流量控制阀的协同作用,实现了高度的灵活性、简化的完井设计以及较短的安装时间,从而提升油藏采收率。斯伦贝谢的永置式电子压力计技术逐步发展,从最初的固定时间间隔内压力和温度测量,演变为只需一根电缆和两根液压线就能激活井下完井设备的系统。新一代压力计采用单一的采集和诊断卡,借助频分多址(FDMA)遥测技术,实现了适应各种井下环境的双向通信。斯伦贝谢的压力计支持高达30,000 psi的压力和204°C的温度等级。

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4. 湿式接头

湿式接头被用于将智能完井工具安装在下部完井系统,并与上部完井系统进行通信的井况。这使得客户可以在不需要起出下部完井工具,进行例如更换电潜泵(ESP)等修复性操作。湿式接头的同心设计保证了其在全井的寿命周期内能够进行多次连接和断开操作,无需在井下进行对准,这一特性使其在大斜度井、水平井、分支井和大位移井中的使用变得可靠且便捷。

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Manara智能完井系统:融合创新的完整解决方案

Manara整合了纯电流量控制阀、井下传感器、湿式接头、地面控制系统和实时分析软件等,构建了一套完整的智能完井电控平台。Manara能够同时控制多个层位,每个层位配备一个模块(包括流量控制阀和传感器)。电控制线将各个模块连接并延伸至地面,Intellitite井下双封干插式接头的使用消除了漏失的风险,电力和数据通过湿接头在连接点之间进行无线传输,并连接了下部和上部完井,简化了作业过程。电动流量控制阀实现了无极流量调节,内置于阀门的传感器实时反馈流量阀的开启程度,作业者能够根据实时数据和生产优化软件的建议,即时调整流量。通过Manara系统的应用,可显著减少水产量近80%,增加原油产量将近40%,该系统最大通过流量可达5,000桶/天。

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斯伦贝谢智能控制系统的应用案例

案例一:国内智能完井安装案例

国内首次成功应用多档位智能控制系统,目前已经在3口井安装成功

  • TRFC-HDM (VANA)新一代液压流量控制阀,模块化设计
  • 地面控制设备可以实现实时档位调节
  • 数据传输到中心控制平台,实现生产的远程控制
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案例二:Manara 智能完井系统的应用

四个不同渗透率油藏段的六个层位

  • 超远距水平井
  • Manara生产和油藏管理系统实现选择性的、实时的流量测量和电控,每个层位都能进行调控,通过在作业过程中的流量管理,使得两个受损层位能够产油,这在传统方法下是不可能实现的
  • 产量增加了40%
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智能完井技术的未来展望

随着数字化和自动化技术的不断进步,智能完井技术将能够更加精确地优化生产,降低成本。其在多领域的应用、智能决策支持、环境可持续性以及数据安全方面的发展,将为油气行业提供更高效、创新和可持续的解决方案。近年来,随着数字化技术在油田领域的发展,中国的油气产业正逐步迈向智能化和数字化的时代。在这个背景下,智能化完井技术作为提高生产效率、降低成本和保护环境的重要手段之一,将逐渐受到关注。斯伦贝谢公司作为智能完井技术的倡导和推动者,有望在中国油田数字化建设中发挥重要作用。

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