智能完井技术综述
智能钻完井技术研究现状及发展趋势

智能钻完井技术研究现状及发展趋势目录1. 内容概览 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的 (4)1.3 研究方法 (5)2. 智能钻完井技术的发展历程 (6)2.1 早期钻井技术 (7)2.2 传统智能钻完井技术 (8)2.3 现代智能钻完井技术 (9)3. 智能钻完井技术的关键技术 (11)3.1 传感器技术 (12)3.1.1 地磁传感器 (13)3.1.2 地震传感器 (14)3.1.3 伽马射线传感器 (15)3.1.4 其他传感器 (17)3.2 数据采集与处理技术 (18)3.3 通信技术 (19)3.4 人工智能技术 (21)4. 智能钻完井技术的应用案例 (23)4.1 油气勘探开发 (24)4.2 煤炭开采 (25)4.3 水文地质勘查 (27)4.4 其他领域 (28)5. 智能钻完井技术的发展趋势 (29)5.1 深度学习在智能钻完井技术中的应用 (30)5.2 大数据在智能钻完井技术中的应用 (32)5.3 云计算在智能钻完井技术中的应用 (33)5.4 无人机在智能钻完井技术中的应用 (34)5.5 其他发展趋势 (36)6. 结论与展望 (37)6.1 主要研究成果总结 (39)6.2 存在问题与挑战 (40)6.3 进一步研究方向建议 (41)1. 内容概览旨在通过先进的自动化和人工智能能力,提高钻探效率和准确性,降低风险和环境影响。
现有的智能钻井系统通常集成有传感器、监测摄像头、大数据分析工具和自动化决策支持系统,以实时监控和预测钻井过程中可能遇到的问题。
智能技术首先依赖于一套监测和控制井口作业的传感器网络,传感器监测的数据包括了压力、温度、速度、振动水平、流体成分等多维度信息,这些数据在总线上实时共享,从而使操作团队能够及时调整策略,确保井控安全。
获取的数据通过高级算法进行分析,比如机器学习、深度学习及预测算法。
这些模型可以进行数据分析,预测井下的复杂情况,比如地层的潜在孔隙和水力断裂的可能性,并预警可能发生的事故。
SHARP智能完井技术

E&P 杂志2008年世界12项石油工程技术创新特别奖
1
SHARP TM 智能完井技术
SHARP 是一套智能完井系统,又称可选择液压驱动远程控制开发系统,已经在世界各地的深海油田成功应用,能够实现多层完井,选择开采,是一项经济、可靠的技术。
该系统包括TIP-PT 电缆可通过封隔器、SHARP 远程流量控制阀、压力驱动循环阀、井下监测系统。
SHARP 智能完井系统 TIP-PT 电缆可通过封隔器 压力驱动循环控制阀
TIP-PT 电缆可通过封隔器能承受10000psi 的压差;电缆可通过;直拉式释放装置使回收简单;可在高温高压酸性气体环境应用。
压力驱动循环阀(PAC )控制井内流体漏失,避免应用对地层有伤害、不可靠的漏失控制剂,不需要措施后漏失控制作业。
用于无机械通道的智能井分层。
井下监测系统
压力驱动 循
环
阀
穿过电缆穿过电缆上部连接处封心机装上塞压内下塞双向卡瓦监测环穿部连接处备用机械转位工具 压力驱动循环阀
阀关闭时
阀开放时
备用机械转位工具 压力驱动循环阀。
控制自流注水的智能完井技术

控制自流注水的智能完井技术 编译:李庆(胜利石油管理局钻井工艺研究院)审校:王敏生(胜利石油管理局钻井工艺研究院) 摘要 自流注水是指流体从一个地层被引流到另一个地层,以保持油藏压力的一种技术。
该技术已在科威特应用了多年,油井通常要钻穿一个含水层和一个储油层,在条件合适和含水层压力较高的情况下,大量的水从含水层流至储油层。
在油藏开发后期,因不可控制的压力补充方式给油藏管理带来很多难题,而且随着油藏压力下降,含水层和油层之间的压差增大,射孔时,压降下降过快,流量过高,导致含水层碎屑基岩不稳定。
2007年初,科威特西部油田采用智能井工艺完成一口可控制自流注水井,提高了用自流注水工艺维持压力平衡的油藏管理能力。
本文介绍了科威特智能井在自流注水井中的安装原理、设计及数据分析。
关键词 自流注水 智能井 完井装置油藏管理 油田应用DOI:1013969/j.iss n.10022641X12010131011 科威特西部Minagish和Umm Gudair油田分别于1958年和1962年开发。
两个油田的初始产层均位于白垩系早期的Minagish Oolite地层。
该地层为欠饱和碳酸盐岩,由沉积在海洋浅滩上的多孔粒状灰岩和泥粒灰岩组成。
最初40年,Minagish Oolite储层靠一次采油、注气和弱水驱生产含水低甚至不含水的石油。
20世纪80年代初期,油藏压力下降,井底流压不足以维持较高的自喷产量,采用潜油电泵增产,但油藏压力急剧下降。
为解决该问题,增加产量,需要一种能够替换从油藏中采出的石油容量并保持油藏压力的方法。
Zubair地层为一个主要的含水砂岩层,硬度适中,渗透率1~3D(1D=1102μm2,与Minagish 地层相比,具有区域大、构造隆起、压力高等特点。
将Zubair地层中的水自流注入Minagish Oo2 lite储层的技术首次试用于Minagish油田,后来又在Umm Gudair油田的一个边缘油井进行了先导试验。
智能完井综述

智能完井综述摘要:智能完井作为一种年轻的完井技术,是技术上的一种创新,同时也是对过去宝贵的完井理论和经验的荟萃和继承。
本文从智能完井理念入手,调研总结了国内外的智能完井技术。
通过对比分析,提出了智能完井系统的技术难点和发展趋势。
特别地,为我国的智能完井技术发展指明了方向。
引言:智能完井最重要的作用就是改善油藏管理。
在避免由不同地层压力导致窜流这一情况下,智能完井能够在一个井眼内独立控制多个储层的开采量,使一口井同时独立开采多个油层成为可能。
智能完井另一个重要的作用在于节省物理修井时间。
在多油层、多分支井的开采后期,由于某个油层(井眼)的含水率升高而导致整个井的产量下降。
而智能完井则是通过远程控制关闭或节流含水率较高的油层(井眼),更加方便快捷地重新分配各油层(井眼)的产量,避免了针对该水层的修井作业。
尤其是在滩海和深海平台上,由于作业时间限制和修井费用昂贵,更能体现出智能完井系统的优越性。
1 智能完井系统的概念智能完井技术其实质是油藏监测和控制技术,主要是为了控制气、水和油窜。
随着技术的不断提高,智能完井技术已经能够提供连续监测井下动态。
适用于海底油井智能完井技术,高度非均质油藏井、深水井、多分支井、多储混合井的横向延伸井下油水分离及处理,它集井下监测,层段流体控制和智能化的油藏管理技术为一体。
2 智能完井技术的发展历史20世纪80年代末,智能完井技术通常只限于对采油树和油嘴附近的地面传感器进行远程监控、对地下安全阀进行远程液压控制、对采油树阀门进行液压或电动液压控制。
最初利用计算机辅助生产主要两个方面:一是对采油树附近的油嘴进行远程控制,实现气举井生产优化;二是抽油机井进行监控。
随着该技术的发展和智能控制系统的成功运用以及各种永久性置入传感器可靠性的提高,经营者开始考虑对井筒流体进行直接控制,以便获得更大的商业利润,这就要求设计出一种能提供检测和控制功能的高水平智能系统。
在初期阶段,智能完井井下液流控制装置是基于常规的电缆起下滑套阀的工作机理而设计的。
智能完井技术

智能完井是指能够采集、传输和 智能完井 分析井下产状、油藏产状和完井管 柱生产数据,并且能够根据油井生 产状况对油层进行遥控以提高能完井系统主要由以下四部分组成: (1)永久安装在井下的、间隔分布于整 个井筒中的井下温度、压力、流量、 位移、时间等传感器组 (2)能在地面遥控的井下装置 (3)可以获取井下信息的多站数据采集 和控制网络系统 (4)传输电缆或光缆
提高油田最终采收率 智 能 完 井 特 点 实时监测功能 地面遥控功能 便于油藏管理 节约生产成本
9
4.智能完井的关键技术
(a)高温、高压、腐蚀性的井下环境中 长期稳定可靠的传感器和流量控制阀 (b)井下仪器的密封性 (c)处理滤清大量数据且能提供有用信 息的软件 (d)双向信息传输及接口技术
10
16
(1)用无线通信代替原来的水力管 线来控制井下阀门。利用一个井下控制 模块(智能化)向每一个控制阀发射无 线指令,这样就可以将机械控制管线去 掉,而使每口智能井的分支井的数量以 及每口分支井中阀的数量在理论上不受 限制。
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机械控制管线或电缆去掉后的智能完 井的井下系统
18
机械控制管线或电缆去掉后的智能完 井的井下系统
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自然气举:利用井下传感器和流量控制阀 来确保有足够适量的天然气通过套管环空进入 油管柱并将液体提升到地面。
15
6.智能完井技术的发展方向
传统的智能完井技术的每个分支井 或产层都需要机械式控制线缆与井口相 连,控制线缆可以是水力的或电力的, 但其数量的上限,实际应用中一般是58根,这意味着在能够实现对每个分支 井或地层控制的前提下,现在的智能完 井技术最多只能对5-8口分支井或产层 进行完井。因此,智能完井技术还需向 以下方向发展。
19
智能完井技术简介

智能完井技术简介罗美娥(大庆油田采油工程研究院)智能完井作为一项新型的完井技术,正在得到人们指出,本世纪,石油工业将广泛采用智能技术进行井下管理和维护,二十年后,人类将可能在室内管理油田。
智能完井也可称作是井下永久监测控制系统,这个系统不仅能够实现多层同采,而且能够单独开采其中的某一层。
11智能完井技术简介智能完井实际上是一种多功能的系统完井方式,它允许操作者通过远程操作的完井系统来监测、控制和生产原油,这种操作系统在不起出油管的情况下,仅需一台地面调制解调器和一台个人专用计算机就能随时重新配置井身结构,它还可以进行连续、实时的油层管理,采集实时的井下压力和温度等参数。
智能完井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。
井下生产控制系统主要由电缆操作和水力操作两种。
其中最简单的是井下节流阀,它可以在油藏中调整各层段之间的产量,是最直接控制井下流量的工具。
智能井的节流器可以遥控操作,比原有完井方法有了很大提高。
过去由于工具的耐用性和高压等因素限制,使得液压控制占据了主导地位,目前斯伦贝谢公司已开发研制出全电子控制井下操作系统。
井下数据传输系统是连接井下工具与地面计算机的纽带,这种传输系统能将井下数据和控制信号,通过永久安装的井下电缆中专用的双铰线,在井下与地面间进行数据传输,传输的数据即使在有井下电潜泵存在的情况下,信号也不会受影响。
地面数据收集、分析和反馈系统包括一台计算机和分析数据用的软件包。
计算机用来收集和储存生产数据;分析数据的软件包帮助使用者对数据进行分析,有利于使用者做出最佳决策。
21智能完井的优点及适用条件作为一项新型的完井技术,智能完井与常规完井技术相比技术优势突出,主要表现在以下几个方面。
智能完井新技术

Ab t a t sr c :A s on e c m plto e hn q e n w o e i n t c i ue, i t li nt w e lc n el ge l om p e i n p ov d s pe r e l to r i e tolum e r—
21 0 0年 第 3 9卷 第 2期 第 8 7页
石 油 矿 场 机 械
OI F EL L I D EQUI PMENT
文 章 编 号 :1 0 — 4 2 2 l ) 2 0 8 — 3 0 13 8 ( 0 O 0 — 0 70
智 能 完井 新 技 术
刘 飞 , 陈 勇 , 晓 军 , 李 张胜 鹏
( 部 钻 探) 西 新 3 00
摘要: 智能 完井技 术是 国际上 最新发展 的 完井新技 术 , 石 油资 源提 供 了一种 更智 能 化 、 对 更灵 活 可 变 的管理 , 受到越 来越 多 的关注 。对智 能完 井 系统 的构 成和 各 部 分功 能 以及 智 能 完 井的优 越 性 正
进 行 了介 绍 , 智 能 完 井技 术 的发 展 前 景 , 及 智 能 完 井技 术 研 究所 面 临 的挑 战 进 行 了探 讨 。 结 合 对 以
我 国油 田 目前 的 完井技 术 现状提 出 了建议 。
关 键 词 : 能 完 井 ; 高 采 收 率 ; 展 前 景 智 提 发 中 图 分 类 号 :T 953 E 2. 文献标 识码 : A
s r e t i fmo ei el c ua nd fe bl a g me t O i ans m o e a d mo e a — ou c s wih a k nd o r nt le t la l xi e m na e n ,S t g i r n r t t nton The s r c ur n u to fi elge l c mpl to y t m n t d a a s r l — e i . t u t e a d f nc i n o nt li ntwe l o e i n s s e a d is a v nt ge ea tv o c v nto lwe lc mplto r ntod e,is d veo i e t on e i na l o e i n a e i r uc t e l pme t f e o d a n ou e i n or gr un nd e c nt rng c le e n t m o r w e l me sdic s e . Co ha lng s i o r o d veop nti s u s d mbi i h c ua pp ia i n o l e m — n ng t e a t la lc to f we l o
智能完井

CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
最小化的综合成本和作业成本
Auto-GasLift
自动-气举
Controlled Water Dumpflood
可控制(水)的自流注水
井筒复杂流动与完井实验室
Wellbore Complex Flow and Completion Lab
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
井筒复杂流动与完井实验室
Wellbore Complex Flow and Completion Lab
四、智能井的应用
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
1. 控制流入,包括不希望的(地层)流出液流、控水 2. 分布式注入 3. 有控制的分采-合采 4. 自动气举 5. 自流注水 6. 组分(成份)组合(掺和,混合) 7. 井眼稳定 8. 复杂结构井科学生产管理 9. 避免井间干扰 10.陆地井、海上平台井、海底井口井都能有控地优化 管理、自动注水自动气举
2006
2012
2013
未来
改型 MRC 分支井段中 ICV 液流控制进程 无线式ICV 无限个ICD(形 状记忆多聚物) (过油管)
MRC ICD和膨胀封隔器 主眼中ICV
自适应ICD和可回收 的膨胀拍克
2003
2005
2011
2012
2013
未来
井筒复杂流动与完井实验室
Wellbore Complex Flow and Completion Lab
Wellbore Complex Flow and Completion Lab
三、智能完井的特点
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
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on
the international
plane and its fu—
development potential.
Key
Words:Intelligent Well Completion System;Transducer;Majorization of Oil
Deposit;Applica—
tion
技术发展的机遇与挑战[刀.石油地质与工
程,2009,23(2):76---79.
№]
曲从锋,王兆会,袁进平.智能完井的发展现状
和趋势[J].国外油田工程,2010,26(7):28~
31.
Summary of Intelligent Well Completion Technology
丁【,Man
(College of Petroleum Engineering,Yangtze University)
以钻穿多个储层。@油井的自动优化及自动控制井 和处理设施。④设计过程基于最佳系统而非组件.即 井下海底生产设备同地面设备与基本设施实现良好 的匹配。@可靠性大于95%,安装后的有效工作寿命
为10年。 4结语
囝2
InCharge系统
目前国外油田智能完井设备生产商有油井动态 公司(WellDynamics)、斯伦贝谢(Schlum berger)公 司、贝克石油工具公司(Baker oil tools)、森萨公司 (Sensa)等。他们提供的产品与服务有简单的水利控 制阀、井下数据采集和流量管理系统、地面控制与敬 据连接、无级控制阀等。至今全世界已安装了100多 套智能完井系统,并且每年正以30%的速度增长。但 现今智能完井技术最完善和最齐全的是WellDy— namics公司。WellDynamics公司是H allit Burton 专门用于研发智能井系统的子公司,在1997年就推
法,使课堂生动有趣,提高教学质量。
“十年树木,百年树人”,作为一名年轻的物理教 师,必须对“高职物理”的教学改革进行研究和探讨, 不断更新和提高我们的专业知识,培养一流的应用 型人才,为国家高职高专事业的发展做出自己的贡 献。
2011年第23期
内蒙古石油4L-r--
89
智能完井技术综述
涂 漫
(长江大学石油工程学院,湖北荆州434023)
摘要:智能完井技术是近年来国际石油开采技术中最值得关注的一项高新技术,具有巨大的经济 潜力和运用价值。文章介绍了智能完井系统的组成,国际上成功开发并应用的智能完井系统,以及智能 完井系统的发展前景。 关键词:智能完井系统;传感器;油藏优化;应用
value.This paper sums up the main constituent part of intelligent well completion system and the intelli..
gent ture
well completion system developped and applicated successfully
程,2003,22(9):65.
E10] [11]
Fields[R].SPE 110960.2007. 筱明.国外智能完井新技术动向[J].国外测
井技术,2002,17(6):40~41. 钱杰,沈泽俊,张卫平,郝忠献.中国智能完井
倪杰,李海涛,龙学渊.智能完井新技术EJ].海 洋石油,2006,26(2):84"--87,92.
中图分类号:TE257
文献标识码:A
文章编号:1006~7981(2011)23一0089一03
理,提高采收率。
在高新科技日益发展的今天,现代完井技术从 科学化完井的成熟阶段迈向自动化完井阶段,智能
完井将完井技术推到了一个新阶段。自该技术诞生 以来,迅速向油藏管理创新和优化系统方向发展。
在高作业成本的海底井和深水井,智能完井技术具 有以较少的井提供更多的油气产量和提高油气采收
Hydro
西安石油大学的乔学光教授在油气井下高温高 压光纤传感检测方面取得了突破,完成的“高温高压 分布式光纤光栅传感技术”荣获2007年度国家技术
发明奖二等奖。
ASA公司完成了业
内第一口多光纤传感器智能ห้องสมุดไป่ตู้。该智能井系统由多
个光纤温度和压力计及一条分布式温度传感光纤构
胜利油田等研究机构申请了“永置式井下智能 监测装置”的专利,能够实时的监测井下压力、温度
数据。
成。所有的光纤传感器都由Weatherford公司制造,
这些传感器与WellDynamics公司制造的地面操纵
大庆油田正在研究利用水动力采油原理,采用
智能完井进行生产,即利用智能完井的宴时监测功 能,监测油井的含水情况,及时关闭高含水层,控制
的智能完井流量控制仪配套使用。该系统安装后,井
下传感器组已经为日常生产管理提供了大量数据, 而且使油田寿命期内的战略油藏管理成为可能。
(上接第81页) 3从课堂教学生活化是努力方向
观、价值观,去迎接新生活,去修正生活中存在的问
题,去提高生活品质。利用课件与黑板相结合的方
新课程改革的要点之一就是课堂教学生活化。
它包含三个层面的意思:一是将生活中相关资源引 入学科教学实际,将生活资源转化为教学资源。教师 在教学设计、教学实施、教学反思等活动中,高度关 注师生生活世界与书本世界的联系,在两个世界间
~33.
窿]
王兆会,曲从锋,袁进平.智能完井系统的关键
[9]
Mohammed
A
Abduldayem,Muhammad
A.Baluch. Intelligent
技术分析[J].石油钻采工艺,2009,31(5):1~
4.
Shafiq,Zulfiqar
Completions—Technology Offers
万方数据
珊
内蒙古石油化工
2011年第23期
用电缆将井下传感器和工具相互连接并提供动力。 传感器组可以连续监测流压、温度、井口产量和流体 密度。该系统还拥有数据分析和自动控制软件。 2000年Baker
Oil
2.2国内现状叭”
国内目前虽然还没有成型的智能完井系统,但 在智能井技术方而已开始进行研究和探索。1994年 河南石油勘探局采油工艺研究所和采油厂共同开发 研制了3种分层采油的混出泵及管柱,并成功地应
串。随着技术的不断完善,智能完井已经能够提供连
续的井下动态监测[2]。
智能完井适用于海下油井、高度非均质储层的 水平延伸井、深水油井、多分支井、多油层的合采井、
需要井底油水分离处理的井口]。
总之,智能完井技术有巨大的经济潜力和运用 价值,归纳有如下几个优点:①可对地层性能进行长
期监测和控制,使油井最大限度采油。②可控制水、 气锥进,延长油井寿命。③可控制多层合采、多分支 井监控或使单井眼同时具有多项功能。④可远程实 时遥控入井流量、生产压差,优化采油参数。⑤减少 油井生产期间的修井作业及相应的风险。 2智能完井技术的发展现状 2.1国外应用‘6~10] 1997年8月,Saga Petroleum公司第一次在北 海挪威下井安装了世界上第一套智能完井系统。该 Aquila3水平井井垂深3000m、水平段长650m、水平 段穿透了3个不同渗透率的产层,采用套管外封隔 器将3个产层分开。这口井下入了4个遥控滑套,使
同时也可以普遍应用于浅水或陆上油井。
未来几年,智能型完井技术重点仍将放在通过 连续模拟、测量和控制井下所发生的情况来优化产
量上。将集成更多的数据采集系统,精度更高,更加
稳定,更加准确地追踪流体流动,了解油藏构造,从 而达到优化产能的目的Ⅱ’7]。 智能完井系统的中远期研究目标如下:①油藏
管理,无需对井进行干涉。②杠杆系统,使每口井可
Abstract:Intelligent well completion technology is tional oil exploration technology in recent
one
of the most notable high--tech of the interna—
years,which has tremendous economic potential and practical
用于油田生产。
Tools公司在巴西海上Var—
gin—ha油田的VRG井成功安装了世界上第一套全
电子多层智能完井系统。这是一口注入井,靠卫星传
送数据,从办公室可阻遥控监测到距离265km的井 场。第一次实现了在该公司总部,由卫星通信穿过 165m的距离,遥控监测和控制了2个层位的注水速 变。
2002年8月,Norsk
智能完井系统主要由四部分组成,即井下信息 采集传感系统;井下生产流体控制系统;井下数据传
输及连通系统;地面数据采集、分析和反馈系统。
井下信息采集传感系统主要由多种传感器构
成,井下生产流体控制系统主要有电缆操作和水力 操作两种。井下传感器模块和控制模块是智能完井 系统的核心,可长期置于井下工作,可实时监测油藏
率的能力。无论是用于生产井、注水井还是注/采井 兼用,智能完井技术都能改善非均质性油藏或多层 油藏的注水/气驱油效率E2J。
1智能完井简介 1.1 智能完井系统的组成 智能完井是指在井下完井管柱上安装有传感器 组件和可遥控或自动控制仪器的油井。智能完井系 统具有采集、传输及分析井下生产状态、油藏状态和 整体完井管柱生产数据能力,以远程控制方式改善 油藏动态和生产动态的控制系统。
出了SmartWell智能井系统。
①智能完井是利用井筒中的温度、压力传感器 和流量计所提供的参数.可不断地更新油藏模型,指 导多层合采,控制水和气锥进,引导水和气进入指定 地层以保持压力。@智能完井系统将改变油、气生产 方式。一百多口井的成功应用显示了其巨大的发展 潜力。③众所周知,石油对一个国家的发展意义重 大。我国大部分油田进入高含水后期,而新的油气藏 环境更加恶劣,常规完井技术不能满足其正常生产 要求,智能完井技术能提高采收率,最大限度采油。 ④完井技术最终将会走向自动化,现在国外石油服 务公司的智能完井技术日趋成熟和完善,我国在智 能井技术方面的研究相对薄弱,我们应该对此引起 重视,加快对智能完井技术的研究,争取早日投入使