智能完井
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。
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
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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。
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
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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
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（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
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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
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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。
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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。
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深水完井作业智能完井技术应用
深水完井作业智能完井技术应用摘要：近年来，随着新技术的不断发展，深水区石油的开采逐渐向深海发展，对完井技术的要求也逐渐提高，智能完井技术以其独有的优势在深水油田中的得到了广泛地应用。
智能完井技术进行了系统的梳理和介绍，并对其在深水完井作业中的应用进行了研究，以期能够更好地满足我国油气开发需求。
关键词：深水完井作业；智能完井；技术应用引言目前，在全球油气生产中，海上油气的产量比例正在迅速增长，同时，随着海洋石油不断被开采，海上勘探开发项目逐渐向深海转移。
深水完井技术是实现深水油气资源高效经济开发的重要保障，因此研究深水完井所具有的特点把握其发展趋势对于促进我国石油工业可持续发展增加油气产量保障能源安全具有重要意义。
1深水完井特点分析以及组成1.1特点分析与浅水及陆上油气田相比较，深水区域所用钻井装置费用昂贵，这种状况下要求工作团队应该合理安排工作，尽可能缩短工期，从而减少施工成本。
这也表明，使用的深水完井方法越简单，更有利于后续修井工作的开展。
海洋条件下气体水合物形成药物适当的温度压力调节，深水区达到这一调节，方可确保其稳定存在。
基于此，完井阶段对采油树进行安装时要采取恰当的措施，防止气体水合物对完井作业产生的影响。
如今，国际上常在放采油树前在井口头注入乙二醇及甲醇，避免水合物生成。
深海油气田完井步骤包含上、中、下完井、智能完井、合理安装采油树。
其中，最复杂的为智能及中部完井。
1.2智能完井系统的组成智能完井系统包括微电子集成控制系统、信息采集传输系统、电缆或者高效电池以及井下传感器。
智能完井系统。
地面设备主要由微机控制中心和数据采集与预处理系统组成，井下的智能仪器装置与地面设备之间通过有线电缆进行连接，同时利用电缆对井下仪器装置提供电源，维持系统长期正常运行。
各子系统之间通过数据接口联系，并通过其将信息传输到地面，以便技术人员汇总分析。
之后，指令经由信息传输系统送达井下指导开关套阀的开启。
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，井下传感器检测井下各井段流入井内的流体特性，例如管内外压力、温度、流量等，监控油管、环空及地层的多种物理参数，通过高温高压智能元件信号处理及采集系统传输信号到地面数据采集系统，控制模块调控进入井眼内的流体，沟通产层与采油管柱，允许流体按照最佳的压力和流量进入。
哈里伯顿智能完井技术交流材料
SmartWell CompletionsJon RawdingManager, Business Development Asia PacificWhat is SmartWell Technology? 为什么是智能完井技术ÎSmartWell®technology is the leading intelligentcompletion technology: SmartWell®技术引领智能完井技术ÎOne company’s SmartWell®completion isanother’s simple well completion：一家公司的智能完井是另一家公司的简单完井ÎAn intelligent well enables an operator to: 一口智能完井井能完成：•Remotely monitor and control flow downhole,at the reservoir, with no physical intervention远程监控和控制井下流量，油藏中无物理干扰•Optimise well, production and reservoirmanagement processes 优化井，生产，油藏管理流程Cost Implications of “Unexpected”Water Breakthrough ÎOffshore Field海上油田•Unexpected Water Breakthrough无法预测的水突破•Intervention Costs干涉花费−$4,000,000 -$8,000,000•What do I get for an average $6,000,000 per well?平均每口井6百万能做什么？−Position Rig平台定位−Install Riser安装升降器−Slickline Drift Run钢丝漂移操作−Wireline Production Logging电缆生产测井−Wireline Set Water Shut Off Plug电缆坐封堵水丝堵−Prepare to suspend Well准备暂停井−Recover the riser回收升降器−Move Rig迁移平台Cost Implications of “Unexpected”Water BreakthroughHow is the water controlled in a SmartWell Completion?智能完井是如何控水的？ÎLocation 位置•Shaybah reservoir, Shaybah Field, Saudi Arabia ÎGoal 目标•Install maximum reservoir contact (MRC) wells to reduce gas breakthrough and manage water coning 安装最大油藏接触面的井来减少气突破和水锥进ÎChallenge 挑战•Water breakthrough from any one of laterals in maximum reservoir contact (MRC) wells has potential to kill well. 在最大油藏接触面的井中的任一个分支发生水突破都可能使井报废Saudi Aramco –Reduce Gas Breakthrough and manage water coning减少气突破和水锥进ÎSolution 解决•Effectively manage water breakthrough variable choking of each of individual laterals 调节任一分支的油嘴，有效管理水突破–Three zone Direct Hydraulic completion in conjunction with Accu-Pulse 用Accu-Pulse 在三个层直接水动力完井ÎAdditional Installations 附加安装•SmartWell completion in expandable liner 可膨胀管线中的智能完井安装•SmartWell completion in open hole 裸眼段的智能完井安装•Installation of PHDMS for intelligent field ？ÎAdditional Benefits 附加利益•Selective well testing 可选择的井测试Saudi Aramco -Increases Well Productivity, Improves Hydrocarbon Recovery增加井的生产能力，提高采收率SmartWell Completions in Multi-lateral Reservoirs 分支井的智能完井Unrealised Added ValueÎSPE 100880 –Smart Snake Wells in Champion West –Expected and Unexpected Benefits From Smart CompletionsW. Obendrauf, K. Schrader, N. Al-Farsi and A White, SPE, Brunei Shell Petroleum Co.Sdn. Bhd.•CW-20 up to 1 mln bbl were initially not connected to the well, due to problems whenrunning the liner. The SmartWell completion enabled clean-up of the well by allowinga large draw down in the toe section of the well.•CW-22 a cement repair job and/or side track was avoided by adapting the SmartWellCompletion, saving at least 7 days of rig time.•CW-18 the well was accidentally drilled into a water bearing sand in the horizontalsnaking section. A side track could be avoided by adapting the planned completion,saving in the order of $6,000,000.Option 1-Uncontrolled Commingling 选项1－没有控制的合采Option 2 -Drill a well for each zone 选项2－每个层钻一口井Option 3 -Controlled Commingling 选项3－可控制的合采Intelligent well technology enables exploitation ofmarginal reserves and acceleration ofhydrocarbon production through controlledcommingling of reservoirs.Controlled Commingling“…15% of discovered, uneconomic oil reserves in the UK Sector of the North Sea couldbe made economic by commingling.”在北海英国区，15%已发现的、无经济效益的油田储量通过合采产生经济效益Department of Trade and Industry (DTI)PILOT Undeveloped Discoveries WorkgroupCommingled SmartWell Zone 5 Sequential Zone 4 Sequential Zone 3 Sequential Zone 2 Sequential Zone 1 SequentialP r o d u c t i o n R a t e C u m u l a t i v e P r o d u c t i o n Years Zone 5Zone 4Zone 3Zone 2Zone 1Zone 5Zone 4Zone 3Zone 2Zone 1Economic Rate Limit Commingled SmartWell Completion Commingled SmartWell Completion Commingled SmartWell vs. Sequential Development 合采的智能完井vs. 滚动开发SmartWell completion reaches economic limitCompartmentalized Reservoir –SPE 110207ÎAdditional 1.57 million bbls of oil over six years (indicated by initial performance test against base case)Background and Subsurface SettingÎLocation: Brunei Shell Petroleum’s (BSP) Iron Dukefield, a structurally complex offshore field,characterized by multiple fault blocksÎDue to very limited aquifer support, the wells aretypically drilled very close to the oil water contact tomaximize oil production and minimize GORChallengeÎAfter producing approximately 50% of the perforated section reserves, several intervals were producing mainly gasÎThe ultimate oil recovery expected from the solution gas drive was unachievable from the conventional completionCompartmentalized Reservoir –SPE 110207多层油藏Compartmentalized Reservoir –SPE 110207ÎAdditional 1.57 million bbls of oil over six years (indicated by initial performance test against base case)SmartWell SolutionÎSmartWell completion•enabling the control of each zone individually orcommingling to allow a high GOR zone to lift a lowGOR zone (internal gas lift)Î A 5-zone Digital Hydrauliccompletion was proposedÎWell was the first well to have surfacecontrol and monitoring in allfive zonesÎIn 2007 a 6 zone completion was successfully run forthe first time.Here’s an example worth noting…价值计算CapEx required to develop a field with vertical wells 直井开发的油田的基建（资本建设？）费用3 platforms @ US$300 million/platform = US$900 million21 wells @ $US12 million/well = US$252 millionUS$900 million + US$252 million =US$1.51 BILLION!Capital Expenditure to Develop a Field Using Vertical Wells 直井开发的油田的基建（资本建设）费用3 platforms @ US$300 million eachUS$900 million21 wells @ US$12 million eachUS$252 millionUS$900 million + US$252 million = US$1.152 billion!Capital Expenditure to Develop a Field Using Snake Wells来回曲折井开发的油田的基建（资本建设）费用1 platform @ US$300 million eachUS$300 million6 snake wells @ US$30 million eachUS$180 million US$900 million + US$180 million = US$480 million!Comparison of Costs 费用对比ÎWell Engineer Point of View•1 standard well =$12M •1 snake well = $30MSmartWell technology snake wells will save $672M ÎAsset Manager Point of View•3 platforms +21 standard wells = $1.152B•1 x platform +6 snake wells =$480MConclusion: A snake well is$18M more expensive than a standard well ICV PDG LVExamples of Capital Expenditure基建（资本建设）费用的例子Connector Wells多井连接Controlled Dump Flood可控制的回注Controlled Dump Flood –Reduce CAPEX –SPE 112243可控制的回注－减少基建（资本建设）费用ÎLocation 位置•Minagish Field, West KuwaitÎGoal 目标•Control and monitor downhole water dump floodfrom the high pressure Zubair formation to thelower pressured Minagish Oolite formation控制和监控从高压Zubair层到低压Minagish Oolite层的水的回注ÎChallenge 挑战•Control water flow between formations 层间控水•Control sand production from Zubair formation控制Zubair层出沙•Monitor down hole flow rate 监控产量ÎSolution 解决方案•Model reservoir to evaluate parameters required to control water rate from the Zubair to Minagish.油藏建模评估参数，控制从Zubair 到Minagish 的水量•Install HVC-ICV to allow controlled flow from Zubair to Minagish安装流量控制阀来控制从Zubair 到Minagish 的流量•HCV-ICV designed to close from any position without the requirement to fully open, thus controlling sand productionHCV-ICV 阀可调节开关控制出沙•Installation of Permanent Downhole Monitoring gauges, ported to tubing and annulus for downhole flow rate monitoring 安装永久式井下监控测量仪，监控油管和环空的流量Controlled Dump Flood –Reduce CAPEX –SPE 112243可控制的回注－减少基建（资本建设）费用Auto Gas Lift –Reduce CAPEX自动气举－减少基建（资本建设）费用Waterflood Control in a Multilateral Well – SPE 81493Water cut reduced from 99% to 71% Incremental volume of 96,000+ bbl oil produced Dehydration and water injection costs reducedBackground and Subsurface SettingLocation: Saih Rawl Shuaiba, a low permeability limestone oil reservoir in the Middle East Wells generally require artificial lift to optimize oil recovery (ESP)ChallengeUltimate recoverables were reduced because increased water cuts associated with uncontrolled laterals dominated well production Control early water breakthroughWaterflood Control in a Multilateral Well – SPE 81493Water cut reduced from 99% to 71% Incremental volume of 96,000+ bbl oil produced Dehydration and water injection costs reducedSmartWell SolutionDigital Hydraulics™ • Improved waterflood efficiency and reduced water cut of produced fluids Remotely-operated downhole interval control valves with isolation packers • Isolated water-producing laterals Same technology in water injection wells can further improve water flooding efficiencyCase Study: A Milestone for Smart Fields in Haradh Inc. IIIBackground Haradh III came onstream in February 2006, adding 300 MBPD to Arabian light crude productionResultsHaradh III set milestone for SmartWell technology at an unprecedented scale for both Saudi Aramco and the industry “The SmartWell completions were necessary to ensure production sustainability in the face of premature water encroachment.”-JPT Technology Update November 2006 N.G Saleri, Saudi Aramco Reservoir Management Head; A.O Al-Kaabi, Haradh Reservoir Management Supervisor and General Supervisor and A.S. Muallem, Udhaliyah Reservoir ManagementChallenges Geological complexities, fault/fracture systems, reservoir heterogeneities, associated premature water breakthrough (hence, oil productivity decline) put at risk 300 MBPD Arabian light crude production 30-month time window between spud date of first development well and scheduled start-up Emphasis on long-term productionCase Study: A Milestone for Smart Fields in Haradh Inc. IIIRelative Unit Cost (Dimensionless)1.0 0.70.35VERTICALH ORIZONTALM RC/SM ARTHaradh III: A Milestone for Smart FieldsJPT Technology Update N.G Saleri, Saudi Aramco Reservoir Management Head; A.O Al-Kaabi, Haradh Reservoir Management Supervisor and General Supervisor and A.S. Muallem, Udhaliyah Reservoir Managment“In essence, i-field enables real-time subsurface monitoring in combination with real-time control of ICVs. The resulting synergy is bound to bring long lasting improvements in field performance well beyond gains realized in the start up phase of Haradh III.”“The journey has just begun.”Technology Behind SmartWell CompletionsElements of SmartWell CompletionsPower and Communications Architecture and InfrastructureFlow ControlFlow MonitoringField Solutions Closing the LoopFlow OptimizationData Management Interpretation ValuationSmartWell Completion ComponentsSmartWell® Intelligent CompletionsOptimize well, production and reservoir management processes by enabling the operator to remotely monitor and control well inflow or injection downhole, at the reservoir, with no physical interventionThe Basics of an Intelligent CompletionComponents of a SmartWellDownhole Control and Communications Control SystemsSCRAMS® Digital Hydraulics™ Direct Hydraulics™ Accu-Pulse™Permanent MonitoringDownhole Flow Control Devices Zonal IsolationHF Series Packers MC Series Packers Feed-Thru Seal StackSurface Control and Data Acquistion Manual SystemPermanent Gauges and SensorsROC™ PDGs EZ-Gauge® OptoLog® DTS Symphony® Plus FloStream™Automated SystemAuxiliary ComponentsFlat-pack FMJ Connector Splice Sub Control Line Clamps Hydraulic DisconnectWellhead SensorsInterval Control ValvesIV-ICV/CV-ICV Series HV-ICV Series MC-ICV Series LV-ICV SeriesIntegrated SystemDownhole Flow Control ValvesFunction • Binary (on/off) • Discrete multi-position • High resolution/infinitely variable Actuation • Hydraulic balanced • Electro-hydraulic (SCRAMS) • Mechanical override facility Sizes and Ratings • 5-1/2”, 4-1/2”, 3-1/2”, 2-7/8” • Various static and dynamic pressure rating • Variety of materialsOptions • Shrouding and extension • Position feedback sensor • Integrated pressure/temperature • Multiplex valve control • Custom choke trim designOperation of an Interval Control Valve (ICV)Lubricator Valve (LV-ICV)On/off control of injection or production Features • Full bore ID • Deep set capability • Minimal number of moving parts • High force actuation for both open and close operationsROC™ Permanent Downhole GaugesFeatures • State-of-the-art downhole electronics • Industry-standard quartz resonating sensor • Robust design • Multi-point sensing (on ROC-D and ROC-S) Benefits • Reliable, field-proven system • Multiple gauges on single i-wire cable • Cost-effectiveData Acquisition – Downhole Fiber OpticsRate Temperaturem er oth GeDepthT al e tur ra pe emCombo Electrical/Fiber Optic CableBased on reliable, field-proven components Distributed temperature sensing fiber and electronic gauge conductor in the same package Minimizes incremental cost of DTS over conventional electronic DHPT systems Maximizes the number of connectors, feedthrough slots, penetrators, etc. Allows use of proven, reliable quartz temperature measurement of DHPT as selfcalibrating mechanism for DTS Loose fiber tube design ruggedized for the downhole environment Rated for use up to 20,000 psi at 175°C (347°F)Flat-PackFeatures • Range of configurations available to suit SmartWell applications • Range of materials available to suit the specific downhole environment Benefits • All control lines are tested and certified to include UTS, proof stress, elongation, NDT and hydraulic pressure tests • Encapsulation and bumper lines have been proven to increase loading capability of control lines • Single or multiple configurations available to facilitate completion installation and retrievalFeed-through Isolation Production/Injection PackerFeatures • Control line or tubing pressure set • Bypass for multiple control lines • Hydraulic interlock prevents premature setting • Premium threaded connections throughout Benefits • Control line feed through for SmartWell systems • Qualified for high tensile or compressive loads • Tailpipe can be left in tension or compression • No body movement during settingHF-1 Production PackerFeatures • High load carrying retrievable packer. • Hydraulic set – control line or tubing set options • Hydraulically activated anti-preset mechanism • Multiple control line feed-through (continuous) • Optional release mechanisms • No elastomers between upper / lower annulus (only packing element)。
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。
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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Wellbore Complex Flow and Completion Lab
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
路线图-技术阶梯（进程）
现用技术 在研技术 新概念 光纤声波 光纤温度测量 和压力 多相流量计 液流监测进程 电磁和微重力
压力与温度计
1997
液流流动优化
井筒复杂流动与完井实验室
Wellbore Complex Flow and Completion Lab
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
智能完井系统组成
数字化基础设施 井下控制与传输 永久监测系统 井下流量控制
手动系统
控制系统
永久式传感器
层间隔离
自动系统
辅助系统
Wellbore Complex Flow and Completion Lab
三、智能完井的特点
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
智能井完井的主要优点：
*能自动注水、自动气举 *能有序管理油气水层、按管理者的意图控制地层-储层 流体的流动 *可实现分段封隔、选择性分级压裂酸化、重复压裂酸化 *既可分采又可合采； *为实现信息化、智能化、自动化、数字油田奠定基础 *（大幅度）提高产量、提高采收率 *降低开发成本
智能完井系统（Intelligent completion well）：被称作 是井下永久监测控制系统，它是一种能够采集、传输 和分析井下生产状态、油藏状态和整体完井管柱生产 数据等资料，并且能够根据油井生产情况，以远程控 制的方式及时对油层进行监测控制的完井系统。 智能完井和智能井的主要目标是最大限度提高产量和 采收率，不只是解决一、两个单一问题！
智能完井的未来（Future of SWC）
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
• Data 数据的采集、传输、存储等的完善与升级 –More Sensors更多传感器→dT, dP, dQ, dWC, Chem, 4D/4C, d2R –Faster Transmission更快传输→Bandwidth, Optical fibres, field integration –Improved改进的Validation 有效性检查→NN, GA, RT modeling –Storage存储 →Greater density, easier access, open systems • Analysis数据分析、处理、应用的改进与提高 –Integrated Petroleum Engineering Tools -Expert Systems 集成的石油工程工具（箱，软件包）-专家系统 –More accurate, faster simulators →Reduced cycle time 更准确，更快的模拟器 –World Wide access →Virtual Expert Teams 全球访问，有效的专家团队 –Improved Visualization 改进的可视化 • Control更有效的实时优化、控制范围更广 –Feed Forward process automation→Real Time Optimization 前向反馈自动化系统---实时优化 –Full Asset Integration →Reservoir, Wells, Process, Export 全部（所有）资产集成---油藏、油井、井下作业、加工、输出（集油管库系统）
井筒复杂流动与完井实验室
Wellbore Complex Flow and Completion Lab
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM
二、智能完井系统组成
液流流动控 制
液流流动监测
复杂结构 和难解释 的结构
（电液）动力和指 令
数据管理、 解释、评价
闭环的油田措施 （解决办法）
井筒复杂流动与完井实验室
Wellbore Complex Flow and Completion Lab
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Baker-Hughes研制了石油行业第一套高级智能完 井系统---InCharge智能完井系统。 Slb.的第一套全电控智能完井系统于2000年8月在 Wytch-Farm应用，当老油井出水时，从老眼钻两 个分支井眼，并对每个分支进行井下流量控制， 从而有效恢复产能。还在北海一批井安装了可回 收式流量控制器。 WellDynamics在200多口井安装了智能井系统。
井筒复杂流动与完井实验室
Wellbore Complex Flow and Completion Lab
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液流监测 ——永久型传感器（温度、压力、流量、流体流动，等等），特别是永久型 井底多相流量计； 液流控制 ——装置（元部件）：地面控制的井下阀门，（液体）流入（井内）的控制 装置（ICD主要指控砂筛管，也指ICV）等等； 液流最优化 ——由传感器采集到的信息输入分析机，帮助决策，给液流控制装置以指令 ，从而调控液流流动方向、流量、作用。 据JPT 2011一月号报道，哈里伯顿公司已为全球服务装置了 500多口智能井 。加上其它公司的服务全球约近千口井。在这方面沙特领跑于全球，2007 年99口，2008年总结100口智能井。
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汇报内容
一、智能完井概念
二、智能完井系统组成 三、智能完井的特点 四、智能完井的应用
井筒复杂流动与完井实验室
Wellbore Complex Fl智能完井概念
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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
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井筒复杂流动与完井实验室
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智能井主要功能：
任何一口装置了某些装置而能使作业者不需物理干 预（不必进行各项采油修理工作）就能： 1.遥测：在油藏条件下液流在油井中流动或注入； 2.遥控：在油藏选择性层段（层间封隔层段）遥控 油井液流流动或注入； 3.最优化：碳氢化合物生产和油藏管理方法允许的 优化。
层间控制阀
手动集成系统
控制系统
WellDynamics公司的智能完井组成
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Baker石油工具公司
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InForce系统
InCharge系统
井筒复杂流动与完井实验室
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
永久型实时油藏和监测系统，包含6个压力计的 地面-井下通讯系统。永久型石英压力计对储层 的底部顶部和油管内部的压力都进行测量。
Intelligent Completions (HALLIBURTON)
井筒复杂流动与完井实验室
Wellbore Complex Flow and Completion Lab
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四、智能井的应用
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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
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智能完井的井才是智能井！
气
水 油
水
叠式油藏
多层油藏
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