斯伦贝谢智能完井工具介绍
斯伦贝谢公司新一代测井仪器—Scanner家族
斯伦贝谢公司新一代测井仪器—Scanner家族斯伦贝谢公司新一代测井仪器Scanner家族于2006年正式投入油田服务，其家族成员包括MR Scanner、Rt Scanner- Scanner 、Sonic Scanner、 Flow Scanner、Isolation Scanner。
各种仪器已在油田投入使用，取得了很好的效果，为研究疑难储层提供了重要手段。
我们将该家族各仪器的性能逐一介绍如下：1．新型核磁共振测井仪MR Scanner斯伦贝谢公司2006年新推出了Scanner家族的成员—核磁共振仪器MR Scanner，该仪器采用偏心梯度设计，具有多种探测深度、测量结果不受井眼条件的影响、能进行流体表征等特点。
在低阻、低对比度储层的评价中具有较大优势。
MR Scanner 测井仪的主要优点包括：测量结果不受储层破坏带的影响；可以通过径向剖面来识别流体及环境的影响；可以应用到井眼不规则或者薄的泥饼储层评价中；降低了钻井时间。
MR Scanner仪器的主要特性偏心，梯度设计；多种探测深度，最深可达4 in, 而且测量结果不受井眼大小及形状的影响；纵向分辨率为7.5 ft；最大测速可达 3600 ft/h；具有良好的油气表征能力；可以得到不同探测深度下的横向弛豫时间(T2)、纵向弛豫时间(T1)以及扩散分布。
2．三分量感应测井仪 Rt ScannerRt Scanner仪器可以同时测量纵向和横向电阻率以及地层倾角和方位角的信息。
它能够提供多种探测深度上的三维测井信息。
通过这些信息增强了储层的含烃和含水饱和度解释模型的精度，使计算的结果更符合地层实际情况。
尤其是在薄层,各向异性或断层中的计算结果将更加准确。
该仪器具有六个三维的芯片,每一个芯片上面都安装了三个定位线圈以测量不同深度地层的纵向电阻率Rt和横向电阻率Rh。
在每两个线圈之间都安装了三个单轴接收器用以完全表征从三维芯片上传递到井眼中的信号。
美国斯伦贝谢随钻声波测井新技术
根 据 所 需 的 物 理 记 录， 可 将 声
波信号中识别出来 [1]。
波测井仪设计成一组发射器（声源），
很 多 物 质 都 有 各 自 具 体 的 声 波 用于产生特定形式的压力脉冲。最基
慢度（下表）。例如纵波通过钢材的 本 的 方 式， 也 是 各 种 声 波 测 井 仪 常
慢度是 187 微秒 / 米（57 微秒 / 英尺）。 用 的 类 型 是 单 极 子 声 源。 单 极 子 声
波快。
于快地层这种情况。
声源的测井仪记录的资料中提取。在
临界折射的纵波在井筒中产生的
如果地层的横波慢度大于井筒流 非常需要这些资料的井段通常也无法
头波以地层纵波速度传播 [3]。根据惠 体的纵波慢度（这种情况被称为慢地 获得。
更斯原理，井壁上每一点上的纵波都 层），纵波在到达井筒时仍然会发生折
单极子声源在测量慢地层横波资
偶极子声源也具有定向性，利用
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定向接收器阵列和两个互成 90°的声 源，工程师能够得到井筒周围的定向 横波资料。这种交叉偶极测井方法提 供了最大、最小应力方位，径向速度
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分布和各向异性横波资料的方向。 上世纪 80 年代引入了将快地层中
使用的单极子声源纵波和横波数据与
Jeff Alford Matt Blyth Ed Tollefsen 美国得克萨斯州休斯敦
John Crowe 雪佛龙卡宾达海湾石油有限公司 安哥拉罗安达
Julio Loreto 得克萨斯州Sugar Land
Saeed Mohammed 沙特阿拉伯宰赫兰
随钻声波测井新技术
工程师根据声波测井仪记录的声波资料以更高的安全系数提 高钻井效率，优化完井方式。LWD 声波测井仪是在上世纪 90 年 代中期问世的，能够记录纵波资料，但不能记录所有地层的横波 资料。新型 LWD 声波测井仪能记录以前无法得到的横波资料，工 程师正在利用横波资料优化钻井作业，确定最佳钻进方向，识别 具有更好完井特征的岩层。
旋转导向系统PowerV简介
斯伦贝谢旋转导向系统PowerV简介一. PowerV 简介和应用范围PowerV是斯伦贝谢公司发明的一种旋转导向系统的产品名称，它只是斯伦贝谢旋转导向系统PowerDrive家族中的一员。
所谓旋转导向系统，是指让钻柱在旋转钻进过程中实现过去只有传统泥浆马达才能实现的准确增斜、稳斜、降斜或者纠方位功能，但相对于泥浆马达，PowerDrive有非常明显的优点，稍后进行比较。
旋转导向系统广泛用于使用泥浆马达进行滑动钻进时比较困难的深井、大斜度井、大位移井、水平井、分枝井(包括鱼刺井)，以及易发生粘卡的情况。
二. 旋转导向系统PowerDrive的优点1. 反映和降低了所钻井段的真正狗腿度，使井眼更加平滑。
例如：用泥浆马达打30米井段，滑动钻进15米，转动钻进15米，井斜角增加4度，得到平均狗腿度4度/30米。
实际上，转钻15米井斜角几乎没有变化，这15米的实际狗腿度是零；而4度的井斜角变化是由滑钻15米产生的，这15米的实际狗腿度是8度/30米。
而用PowerV在同一设置下打出的每一米都是同样均匀和平滑的，减少了井眼轨迹的不均匀度，从而减少了在起下钻和钻进过程中钻具实际所受的拉力和扭矩，减少了以后下套管和起下完井管串的难度。
2.使用PowerV钻出的井径很规则。
而使用传统泥浆马达在滑动井段的井径扩大很多，而转动井段的井径基本不扩大。
这种井径的忽大忽小为是井下事故的隐患，也不利于固井时水泥量的计算。
3.由于PowerV钻具组合中的所有部分都在不停的旋转，大大降低了卡钻的机会。
而使用传统泥浆马达在滑动钻进时除钻头外，其它钻具始终贴在下井壁上，容易造成卡钻。
4.在钻进过程中，由于PowerV组合中的所有钻具都在旋转，这有利于岩屑的搬移，大大减少了形成岩屑床的机会，从而更好的清洁井眼。
这对于大斜度井、大位移井、水平井意义很大。
5.由于PowerV钻具组合一直在旋转，特别有利于水平井、大斜度井和3000米以下深井中钻压的传递，可以使用更高的钻压和转盘转速，有利于提高机械钻速。
斯伦贝谢的PowerV自动垂直导向钻井系统
PowerV是一种旋转导向工具，可实现在旋转钻进中对井斜和方图5-11 PowerV简图位进行控制。
该工具应用泥浆驱动导向块作用于地层来控制井眼轨迹。
在钻井工程作业中，PowerV既可独立使用，也可与MWD/LWD联合使用，与地面实现实时传输功能。
PowerV主要有两个以下部分组成：1）电子控制部分：电子控制部分是一根无磁钻铤及固定在其内部轴承上的电子仪器组件组成，直接连接在机械导向部分上部。
控制部分可在钻铤内自由转动，当钻具组合随整个钻柱转动时，它可保持相对静止状态，将工具面摆在设计图5-12 内部结构图图5-12 内部结构图的方向上。
其控制功能通过以下组件实现：进行测量定位的内部传感器；电子扭矩仪。
2）机械导向部分：机械导向部分与控制部分通过一引鞋相连。
导向部分有三个导向/推力（Pad）组成。
它可以通过伸缩来作用于井壁实现变钻进方向的目的。
控制部分可以控制装在导向部分内的一个旋转阀，该旋转阀在导向部分中的相对位置决定那一个导向/推力块来作用于地层。
通过将控制部分控制在一个特定的角度上，当导向部分旋转时能使不同的导向/推力块来作用于同一个方向的地层上，这样就以图5-13导向/推力块图使钻进朝同一个固定方向进行。
PowerV下入井底钻进后，电子控制部分的内部传感器（磁力仪和重力加速仪等）测量到井斜和方位，与地表设定的设计工具面进行比较，然后通过引鞋（控制部分）及与之相连的控制导向轴（导向部分）控制旋转阀，决定那个导向/推力块在设计的方向伸出作用于井图5-14 旋转阀壁，实现对井眼轨迹的控制。
当PowerV起出井眼后，可以通过编程口下载出存储在控制部分内部存储器内的数据然后对数据进行详细分析，确定工具在井下的工作情况。
PowerV防斜打直机理PowerV在井下工作后，电子控制部分的内部传感器（磁力仪和重力加速仪等）测量到井底的井斜和方位，与设定的工具面（180度，重力低边）进行比较，控制引鞋的方向，使机械导向部分的三个导向/推力块在每个转动周期当转到上井壁（高边）时在泥浆液压作用下伸出，作用于上井壁，改变钻头作用方向，切削下井壁（低边），实现降斜的目的。
智能完井技术在沙特UTMN区块的应用
智能完井技术在沙特UTMN区块的应用摘要：智能完井将现代测控技术、机电一体化技术、计算机与网络技术等应用于完井工程领域，可用于多储集层、多分支井油气开采，能够实时动态地进行井下多参数测试、多功能操作、井下自动控制与地面联网协同决策相结合。
该技术在沙特UTMN区块的应用取得了良好效果。
关键词：智能完井；分支井；封隔器；监测系统1 智能完井概念智能完井就是在井中安装了可获得井下油气生产信息的传感器、数据传输系统和控制设备，并可在地面进行数据收集和决策分析的完井技术。
现在，智能完井技术可以提供连续监测井下动态，适用于海底油井、高度非均质油藏井、深水井、多分支井等。
它集井下监测、层段流体控制和智能油藏管理为一体，既可改善油藏管理又能节省物理修井时间[1] [2]。
通过智能井可以进行远程控制，达到优化产能的目的。
其实质是油藏监测和控制技术，控制气、水和油窜。
智能完井分为以下几个系统：[1] [2]1、井下动态监测系统。
2、井下流体控制系统及技术。
3、井下优化开采系统：4、完井管柱与工艺。
2智能完井技术优越性与常规完井相比，智能完井技术通过把各种传感器长期放置在井下，可以对井下的各特性参数进行实时动态监测，既可以准确判断井下的各种情况，又能避免诸多的生产测试，减少对生产的干扰，节省测试费用[3]。
其优越性主要表现在：1、通过定性定量监测、开关各油层，调整层段流量，提高油田的最终采收率。
2、现代智能完井系统能够实时获得生产层井下信息实现实时监测功能。
3、智能完井系统能够在地面上识别流入控制阀的位置，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。
便于管理，适用于偏远地区、海上或沙漠油田。
4、便于油藏管理。
提供更广泛的监测资料、油藏信息。
油藏信息的扩大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。
更适用于油藏结构复杂、不确定性较高、需要录取资料多的井。
5、现代智能完井系统可通过减少作业时间与维修量、优选采油工艺、增加采收率来节约成本。
[19.02]分支水平井智能完井已成现实
![[19.02]分支水平井智能完井已成现实](https://img.taocdn.com/s3/m/67b5830f0812a21614791711cc7931b764ce7b52.png)
[19.02]分支水平井智能完井已成现实多年来，沙特阿美石油公司与斯伦贝谢公司合作，研发出一项先进的集分支水平井技术与智能完井技术于一体的井下钻完井工艺，创下了世界首个智能分支水平井钻完井范例。
这项技术的先进性在于将井眼与储层的接触推向极值，以“极限储层接触” 获取更高的采收率，使井眼能够接触超过 20km 的储层，为了确保整个储层均匀开采，需对储层开采进行适当的划分与管理。
分支水平井多采段智能完井工艺整合了多项新技术和新实践：建井与布井实践，利用感应耦合器让电缆分岔进入水平段；合理部署多个低功耗、无限位置的电流控制阀；验证了一个一体化的生产监测系统；提供井下各开采段压力、温度、流量及含水率的直接测量；为提供实时数据和开采动态成功地开发出一套集地面测量、监测、产量监控及数据采集于一体的控制系统。
可在不采用传统采油模式估算节流孔径的情况下直接控制某个开采段，使其稳定在一个目标流量。
技术介绍自2000 年以来，沙特低渗透碳酸盐地层“最大储层接触”的技术应用与评价有增无减，目前这类分支水平井总的储层接触超过10km，且配有液压内控阀和永久性的井下监测系统；一口智能化的、最大储层接触的井已展现出开发成本低、产出率高的开采特性。
钻井技术使分支水平井油层覆盖面积大幅提高，产出率惊人。
然而，智能完井技术尚未跟上步伐，致使油藏工程师们只能用较少的数据管控这类高产井。
极限储层接触完井技术，将分支水平段分隔为多个开采段，各开采段都能提供流量、压力、温度、含水率及可变节流等参数，使复杂的分支水平井开采效率得到了极大提升，采收率更高。
技术开发极限储层接触钻完井工程是一个复杂的多学科开发项目，融合了工程开发、系统鉴定、现场试验与评估等多个开发步骤；一个简单的产品开发活动可以采用一种“第一次做正确”的方法，但这并不适合一个复杂项目，因为这可能导致不切实际的管理预期，从而使未来的研发处于尴尬的危险境地。
即使是最有经验和最勤奋的开发团队也无法应对“未知的不确定的事物”，涉及的严重问题隐藏的如此之深，致使所有实验室样机试验的方法都难以发现这些问题。
斯伦贝谢智能完井工具介绍资料
Features and Benefits ► The protector sleeve prevents seals from cHale Waihona Puke ossing flow ports,
protecting them from damage ► The valve utilizes an external pressure sleeve that is highly
A►ppSTleuiclbeaicnttgiiovrenesetrniehvaanbcleeduipnjteoction
► A17u5to°gCas/l1if0tK
F►eaWtuirreelsine Retrievable
► Multi-drop options N, N+1, <N
Odin
IntelliZone Compact
– High flow rate, flow area equivalent to tubing
– Metal to metal choke seal
Binary Flow Control Valve - TRFC-HB
Description ► Tubing Retrievable Binary Flow Control Valve ► Applying hydraulic differential pressure between two control lines
Number of Lines
TRFC-HN Valve Description
– Hydraulically operated
3-½ ” 3-½ ” TRFC-H TLFC-H
斯伦贝谢-高级完井技术
完井工具－封隔器
机械坐封式封隔器
SOT-1 10K Omega SFB1
液压坐封式封隔器
Hydro - 5 Hydro-6
插管式封隔器
L ,QL,B
HSP
Omegamatic
Hydro-12
Omegatrieve
SR-1 ，SR-2
Compression
XHP, MRP, HQL
Quantum
封隔器的 ISO14310 资格认证
–安全阀与封隔器
•气井完井在中国的应用 •先进的完井技术
–流动控制阀 –Sensa光纤分布式温度系统
•多分支井技术 •我们的计划
斯伦贝谢完井技术在中国的气井中的应用
• 中石油塔里木油田牙哈３0口高压气井完井项目； • 中石油塔里木西气东输克拉２高压气井完井项目
–克拉205井、克拉2 气田一期4口高压气井项目 ；
• 中石化西北分公司雅－大凝析油气田； • 中石化中原高新注气井项目； • 中石油－北京市政府大港储气库项目 ； • 中石油吐哈油田温米注气项目 ； • 中海油渤中26－2项目 ； • BP-ARCO三亚崖城131高压气田项目 ；
牙哈气田
• 10,000Psi(70MPa)； • CO2 、H2S； • 永久式封隔器； • 13Cr； • 气密封扣； • 温度130 DegC。
–流动控制阀 –Sensa光纤分布式温度系统
•多分支井技术 •我们的计划
井眼产出物的检测和控制
检测和控制水和气的 进入 气
水
油藏监测和控制
油藏和井的响应
控制流出物或注入 优化
电力和数据传输
监控压力、 温度和产量
数据传输
更新模型和井动态
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– Single ¼” hydraulic control line – Field proven nitrogen spring closure – High flow rate, flow area equivalent to tubing – Metal to metal choke seal
Binary Flow Control Valve - TRFC-HB
Description ► Tubing Retrievable Binary Flow Control Valve ► Applying hydraulic differential pressure between two control lines actuates the valve ► N+1 shared line Features and Benefits
Odin Flow Control Valve
5 1/2” Nominal Tubing Valve Overview Specifications
Max. O.D. Ax (Lx) Min. I.D Max. Working Pressure Max. Operating Temperature Min. Operating Temperature Min. Storage Temperature Max. Liquid Flow Rate 8.250 in (9.240 in) 4.437 in (4.312 in) 7,500 (95ksi) 325°F 40°F -40°F 70,000 bbl/d, 40,000 bbl/d Choked
Annular AP / AI
Inline LP / LI
Odin Flow Control Valve Key Features
– – – – – Simple, reliable & rugged design Balanced piston J-slot indexing mechanism N+1 control line configuration Positive pressure capability • Change individual chokes without affecting other valves – 8 position choke – 6 customizable choking positions – Integral contingency shifting profile – tested with tractor and stroker tool
Flow Control Valve Key Comparisons
Feature Operation Odin Balanced piston TRFC-HB Balanced piston TRFC-HN Nitrogen Charged
Base Number of Control Lines (where N = number of valves)
Choke
Path of fluid flow
An In-Line Flow Control Valve controls fluid flowing along a tubing and through the flow ports by means of a plug and shroud design
Odin Flow Control Valve Key Features
– No time consuming in-situ field calibration of hydraulic circuitry – No complex hydraulic circuitry • Additional leaks paths and failure modes – Internal Collet for maintaining choke position – Possible to run multiple valves on less than N+1 control lines – 2.1 sq in piston area - high scale breaking force with low actuation pressures possible – Anchor plate for hydraulic connections
Odin Flow Control Valve
• Four Flow Configurations
► Tubing specific designs ■ Annular and In-Line versions
►
Application specific designs ■ Producer and Injector versions
3-½” 3-½” TRFC- TLFCH H
TRFC-HN Features
– Incremental choke adjustment
• 11 positions including fully open and closed • Customisable choke sizes
3-½” 3-½” TRFC- TRFCHNHNAP LP
Common Control Line
Individual Control Lines
The Line Up: Intelligent Completion Products
• Description
– Production and injection WRFC-H TRFC-HN-AP – With sand control ► Commingled production – Multi-choke & On-off ► Zonal gas/waterline operated Single and Dual shutoff
Schlumberger Intelligent Completions
Agenda
Flow Control Product
• TRFC-HN • WRFC-H • TRFC-HB • Odin • IntelliZone Compact System
Terminology: Annular & In-Line Valves
Description
Annular In-Line TRFC-Hx-Lx TRFC-Hx-Ax
An Annular Flow Control Valve controls flow between the annulus and the tubing (or vise-versa), by means of flow ports.
Odin Flow Control Valve
• A Dual Control Line Valve
– Balanced piston (no nitrogen) – 8 positions including 6 choking or On/Off – Compliments the 3-1/2 and 5 1/2” size portfolio – Annular, in-line and multi-dropped versions available – 21 kips scale breaking force – Integral contingency shifting profile – qualified with tractor and stroker tool – Internal collet for maintaining choke position – Protector sleeve prevents damage to the choke seals
Number of Positions Max Differential Opening Pressure - Qualified Hydraulic Chamber Area Contingency
N+1
N+1
N
8 (6 choking) 4,000 psi 2.1 sq. in. Integral Shifting Profile
Path of fluid flow
Application: Dual zone IC where cannot fit annular valves inside lower casing/liner
Terminology N+1 Control Line Operation
4
1 2 3
– N+1 Control Line Operation • The valve has the capability of maintaining individual control while using a common ‘shared’ control line between more than one valve.
► The protector sleeve prevents seals from crossing flow ports, protecting them from damage
► The valve utilizes an external pressure sleeve that is highly resistant to problems associated with scale ► The design is tolerant of extreme erosion conditions ► Oversized ports provide a 40,000 bpd flow rate
►
►
Multi-drop options N, N+1, <N
Number of Lines
TRFC-HN Valve Description