智能完井
智能完井的发展现状和趋势
智能完井的发展现状和趋势曲从锋 王兆会 袁进平(中国石油集团钻井工程技术研究院)摘要 近几年,智能完井技术发展迅速,因其在优化生产效率和油气采收率方面的巨大潜能,国内外学者都对其加大了研发的力度。
现今国外提出的智能完井技术可以不关井调整生产层位、多层合采控制水气锥进,实现分层开采、分井眼开采,控制不同层位或不同井眼的开采速度,提高水平井/分支井开采的整体效益。
目前,国外拥有智能完井技术的公司主要有W ellDynam ics 公司、Baker 石油工具公司、Schlumberg er 公司、Weathford 公司、BJ Ser vice 公司等;主要智能完井系统有:RM C 、InForce 和InCharge 、SCSFS 等。
关键词 智能完井 分支井 井下控制阀 封隔器DOI:1013969/j.issn.1002-641X 12010171009项目来源:中国石油集团/十一五0科技攻关课题(编号2008A -2305)部分研究成果。
1 引言随着国内油气勘探开发的发展,沙漠、深海油气田越来越多,为有效开发这类油藏/油气田,水平井/分支井增多,储层也变得越来越复杂,采用常规的完井方式已不能满足这些井的要求。
另外,油田开发过程中同一口井不同层位或同一层位不同层段含水不同的情况很多,常规的完井技术无法调整生产层位,不能控制多层合采的水气锥进,开采效果差。
现在很多油田开采已进入高含水后期,油层性质差距大,常规完井技术因不能满足高含水井的正常生产要求而导致关井。
智能完井系统是带有井下传感器,并能实时采集有关数据的遥测与控制系统。
它可从地面实时地对单井多层段油、气生产或对多分支井中单分支井眼的油、气生产进行监测和控制。
智能完井系统减少了油井生产期间所需要的大量修井作业,从而使油层以较少的油井检修工作量而保持最高的采油水平,获得较高的油气采收率[1]。
智能完井代表了完井的发展方向,未来的数字化油气田即是以智能完井技术为基础。
现代完井技术-完井
（1）4口鱼骨井或鱼刺形的井。 （2）8口三维鸥翅井（反向井）。 （3）10口分支井。 （4）1口分支鱼骨井。 （5）3口分支鸥翅井。 （6）1口三侧向井。
国外分支井钻井技术
据美国HIS能源集团统计，到1999年5月全世界共打多分支井5779口，其中美国打多分支井
3884口，加拿大打多分支井1891口，世界其他地区共打多分支井4口。据Gardes定向井公司 报道,一口多分支井可以节省18口直井的井场,而产量却能增加20%。多分支井在环境保护方 面的作用与小井眼类似,它可减少钻屑和其他要处置废物的数量,如果用连续管钻井会进一 步减轻对环境的污染。
水平井完井方法
(5)裸眼预充填砾石完井
在裸眼井中进行井下砾石充填，在砾石完全充填到位之前，井眼有可 能坍塌，扶正器有可能被埋置在疏松地层中。 适应的地质条件： ①岩性胶结疏松，出砂严重的中粗、细粒砂岩储层； ②不要求封隔层段的储层； ③热采稠油油藏。
水平井完井方法
(5)裸眼预充填砾石完井 裸眼预充填砾石完井的优点： ①储层不受水泥浆的伤害； ②可以防止疏松储层出砂及井眼坍塌； ③特别适宜于热采稠油油藏。 裸眼预充填砾石完井的缺点： ①不能实施层段的分隔，因而不可避免有层段之间的窜通； ②无法进行选择性增产增注作业；
Hale Waihona Puke Environmental Applications
In-Situ Remediation
智能完井技术综述
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ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
ｐｌａｎｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｆｕ—
ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ．
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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
浅析完井新技术的创新应用方案
浅析完井新技术的创新应用方案为了适应现阶段经济发展的要求，进行完井新技术的应用是必要的，这需要进行封堵模块、射孔模块、完井测试模块、一体化管柱模块等的协调，进行原有射孔联作管柱技术的优化，进行裸眼旁通模块的应用，确保其整体作业步骤的优化，实现整体作业施工成本的控制，进行后期施工风险的降低，这种管柱结构实现了对油管、液压封隔器、特殊堵头、油管挂等的应用。
标签：完井技术；可捞式封堵管柱；油管堵塞器；技术创新1 智能完井技术概念及发展前景（1）智能完井技术需要进行井下完井管柱的应用，需要进行自动控制仪器、传感器组件等的安装，整体来看，智能完井系统具备良好的信息采集功能、信息传输功能，其能够进行井下生产状态、油藏状态等的分析，具备良好的完井管柱数据分析及管理能力，通过对远程控制方法的应用，进行油藏动态及生产动态的有效性控制。
在实践模块中，完井技术需要进行控制阀及传感器的使用，进行一井多用模式的应用，实现同采同注模式的应用，这需要进行地面遥控方式的应用，进行单井多层模式、多分支选择性生产模式的开展，进行不同层流动状况的分析，避免出现串流状况，实现监测模块、采集模块等的实时性检测，进行井下数据的及时型反馈，实现生产工作模块的优化，保障油藏经营模块及生产管理模块的协调，实现工程整体采收率的增强。
在工程实践模块，完井系统主要由以下部分构成，分别是井下生产流体控制模块、井下信息采集传感模块、井下数据传输模块、连通系统模块、反馈系统模块、地面数据采集模块等。
在这个环节中，多种传感器构成了井下信息采集传感系统，水力操作模式及电缆操作模式是井下生产流体控制系统的重要组成部分，完井系统的工作核心为井下传感器工作模块及控制模块。
在井下数据传输模块中，其需要实现地面计算机与井下工具的连接，这需要进行井下电缆双绞线的使用，满足地面数据采集的工作要求，通过对分析系统、反馈系统等的应用，进行各种数据信息的处理。
（2）实践证明，通过对完井系统的应用，有利于满足油藏工作及油田工作的要求，通过对智能完井技术方案的完善，有利于满足现阶段跨井通信工作的要求，比如進行传感器监测模式的应用，做好深水复杂油井的相关工作，满足陆上油藏或者浅水油藏的工作要求。
智能完井综述
智能完井综述摘要智能完井技术是石油工业近年来发展起来的一项新技术。
详细介绍了智能完井的概念、发展历程以及系统标准，并通过列举智能完井在流量控制及生产优化方面的优点来阐明智能完井技术如何实现优化油藏管理，提高采收率。
引言油气工业在完井方面努力追求能对油气井实现远程监控的目的，要实现这一目标通常需要采用“智能完井”。
近年来，智能完井技术发展迅速，且在提高采收率和加速油田开发方面都见到了一定的成效。
智能完井节约了修井成本，特别是在多支井、海上油井及无人管理平台油井见到了较好的投资回报。
由于智能完井装置在油田应用效果较好，因此，该项技术的应用将更加广泛。
到目前为止，智能完井装置约安装了200套。
2002年—2003年间，以每年50～75套的速度增加。
随着该技术在油田应用中被普遍认可，智能完井装置每年的安装数量还将增加。
智能完井的概念如图1所示，我们可将智能完井定义为“一套能集输原油，并对油井生产、油藏动态及完井综合数据进行分析，然后对油藏及油井生产动态进行远程控制的系统。
”值得注意的是，目前，智能完井还未涉及到对油井进行自动控制或优化，但是可以通过人工向油井发送命令。
无需对油井进行常规的修井作业，通过远程完井监控就能完成井筒内和井筒附近数据的采集。
远程完井控制是指将指令传送到油井，用于改变一个或多个流动控制部件的位置或状态。
通常，在保证油井安全且生产成本最低的情况下，采用智能完井能优化生产，最大限度地提高采收率和投资效率。
目前，智能完井系统的种类较多。
虽然已成功地安装了电动、电动-液压、光学-液压完井系统，但液压动力系统仍占主导地位。
智能完井技术的发展历程20世纪80年代末，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-液压控制。
最初利用计算机辅助生产主要体现在两个方面：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。
二是对抽油机井进行监控。
智能完井的发展现状和趋势
速 ， 因其在 优化 生产 效率和 油 气采 收 率方面 的 巨大潜 能 ，国 内外 学者都 对其加 大 了研发
的 力度 。现 今 国 外 提 出的 智 能 完 井技 术 可 以 不 关 井 调 整 生 产 层 位 、 多层 合 采 控 制 水 气锥 进 ， 实 现 分 层 开 采 、分 井 眼 开 采 ，控 制 不 同 层位 或不 同 井眼 的 开采 速 度 ，提 高水 平 井／
Ｗ ｅｌ ｙ ａ ｃ 公 司 。 Ｗ ｅｌ ｙ ａ ｃ ｌ ｎ ｍｉｓ Ｄ ｌ ｎ ｍｉ Ｄ ｓ公 司 是 Ｈａｉ ｌ —
分 支井开采 的整体 效益 。 目前 ，国外拥有 智
能 完 井技 术 的 公 司 主 要 有 Ｗ ｅ Ｄ ｎ ｍｉ 公 Ｕ ｙａ ｃ ｓ
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［二二
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层段 含水 不 同的情况很 多 ，常规 的完井 技术无 法调 整 生产层 位 ，不 能控 制多 层合采 的水气 锥进 ，开采
图 １ Ｗ ｅｌ ｎ ｍ ｉｓ公 司 的 智 能 完 井 组 成 ｌ Ｄｙ ａ ｃ
Ｗｅｌ ｙ ａ ｅ 根 据 不 同的井 况及 用 途 开 发 了 ｌ ｎ ｍｉ Ｄ ｓ 多种层 段控制 阀、封隔 器和控 制模块 ，所 采用 的各 种控 制系统都 是液 力控 制 系统 ，作 用力 在 ４ ～ ２ ７ ５ ６ ｋ Ｎ，可在 井下 双 向驱 动 任何 流量 控 制 装 置 。 由于
２ 智 能 完 井技 术 现 状
浅析智能完井技术及应用
浅析智能完井技术及应用摘要:石油一直以来都是一个国家的重要战略物资，也是我国目前主要的能源形式之一，对促进我国经济快速发展起到极其重要的作用。
但是在目前经济快速发展以及石油需求量不断增加的形势下，由于石油属于不可再生资源，所以需要在不断增加石油开采量来满足人们日益增长的石油能源需求的同时，也应该通过相应的开采技术控制来降低对石油的浪费以及开采成本。
这就需要在采油工程的开端以及钻井工程中对完井技术进行合理利用。
关键词：智能完井技术；应用引言智能完井技术能够实现油气开采过程进行监测，分析优化井下各项参数，快速了解油藏状态，提高国内油气开采质量和开采效率。
本文阐述了智能完井技术的研究背景，详细说明了智能完井技术的内容以及智能完井系统的组成，包括井下生产流体控制系统、井下动态监测及信息传输系统和地面远程操控系统。
结合现场应用情况，表明智能完井技术具有明显优势，为以后国内应用智能完井技术具有一定参考价值。
一、智能完井技术及特点近年来，我国经济快速发展，石油需求量日益增多，对提高石油采收率、保持油田高产稳产提出了更高的要求。
为了提高油藏采收率，增大单井产量，同时考虑到开发成本，大位移井、水平井等技术在油田开发中得到广泛应用。
但我国多为非均质低渗油藏，储层构造复杂、裂缝发育，目前常规的完井技术无法实现井下生产状态的实时监测和控制，最佳开采效果较难实现，因此智能完井技术越来越受国内外石油企业的关注。
智能完井技术是一种将机电一体化与完井技术有机结合的现代化完井技术，利用传感器对井下生产状态进行有关检测，实时采集和监测井下参数，观察油井生产状况，通过流量控制阀等对井下进行远程操控，对油层实施作业，并对采集的参数数据进行分析，模拟井下状态，并制定出最佳的开采方案，实时调整油井产量。
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。
【现代完井技术】完井技术_分支井和膨胀管完井
双膨胀锥系统工作原理
可膨胀式尾管悬挂器
可膨胀管尾管悬挂器不仅具备悬挂器的 功能，拥有很高的承载能力，而且具有 很高的环形封隔能力，不需要外加封隔 器来提高其封隔能力。
TORXS膨胀式尾管悬挂器
可膨胀式管外封隔器
可膨胀管内涂层技术
合适的摩擦因数，不仅能够降低可膨胀套管内的残余应力，而且 可以不因为超过套管的抗内压强度而导致膨胀过程的失败。
斜器的定向、坐放及套管开窗，如Sperry-Sun公司的RDS系统。 （2）预设窗口
将一个特制的留有窗口的短节接到套管柱中，窗口由易钻的复合 材料组成，下井后用专用工具打开窗口。 （3）裸眼侧钻
运用封隔器及造斜器直接进行裸眼侧钻，或打水泥塞，然后从水 泥塞中造斜，或下裸眼造斜器进行侧钻。 （4）井下分支系统（Down hole Splitter System） 集侧钻、完井于一体的多用途系统。它便于在主、分井眼钻出后 安装回接完井管柱。下图为胜利油田采用的定向回接系统。
(2) 封隔缩径、坍塌、井漏或高压层
2、套管修补作业
3、完井衬管膨胀
膨胀割缝衬管或筛管用于更好的支撑井壁和防砂。
二、膨胀管种类
1、实体管膨胀
一般用于尾管膨胀，增大井径。膨胀管+可膨胀式悬挂封隔器。
损坏套管的补贴
割缝膨胀管技术的应用
河坝1井是中国石化总公司南方勘探开发分公司在川东北 布署的一口重点详探井，位于四川盆地东北部通南巴构造带 河坝场高点，设计井深6100m，是川东北设计最深、施工 难度最大的一口井。
2010年9月17日，由中国石油集团钻井工程技术研究院研发 的具有自主知识产权的膨胀式尾管悬挂器在哈萨克斯坦实验成 功。这不仅仅是我国石油公司面向海外市场的首次商业应用， 而且打破了国外石油公司在技术上的垄断，标志着中国石油膨 胀管技术获得重要突破。
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智能完井
它具有提高油田最终采收率、实时监测、地面遥控、便于油藏管理、节约生产成本等优势[1]。
在未来很长一段时期里，智能完井技术研究开发的重点仍然将是通过模拟、计量和控制井下发生的情况来优化生产。
ICD完井技术研究开始于1994至1997年之间，第一口智能井成功应用于北海的Saga Snorre油田[2]。
随着技术的发展，该技术的应用也越来越普遍。
国外的一些老牌石油服务公司如WellDynamics，Schulumberger，Baker，BJ Service 等都有较为成熟的ICD完井技术。
下面是一些国外应用ICD完井技术的实例。
如何有效的控制底水的脊进是摆在油藏工作者面前的又一个重要课题。
而水平井控水完井的基本思路是调整流入剖面和分段控制，改善水平井的水淹模式以有利于提高水平井控制油藏的采收率[2]。
在智能完井技术范畴中，使用井下流入控制设备进行控水是近年发展起来的一项新技术，目前智能井井下流入主要的控制设备有两大类：ICV和ICD。
ICD作为一项新型的完井技术研究开始于1994至1997年之间，目前在国外得到迅速发展，在世界范围内已经有数百口井成功应用该项技术。
它在多层油藏、微裂缝油藏、高渗透非均质油藏和河流相油藏中都有应用并取得了较好的效果。
第一口智能井成功应用于北海的Saga Snorre油田。
随着技术的发展，该技术的应用也越来越普遍。
国外的一些老牌石油服务公司如WellDynamics，Schulumberger，Baker，BJ Service等都有较为成熟的ICD完井技术。
下面是一些国外应用ICD完井技术的实例。
Saeed M.Al.Mubarak于2008年讨论了ICD类型、数量和位置以及各位置的油嘴打开程度对产能的影响[3]。
2008年Garcia Gonzalo等通过流动试验[4]，确定压降系数K；用七个参数表征ICD的几何形状；再通过试验特征曲线（压降—流速曲线）采用外推法得到这七个参数，从而得到各种类型ICD的流动特征方程。
ICV设计运用了一种特殊的可以打开或者关闭的挡板技术，最初ICV的设计时为了控制多层合采，在经历早期发展后，它的应用范围在急剧扩大。
与ICD 相比，它实现了ICD无法实现的下入地层后仍可由电脑实时操控的功能。
应用实践表明，智能完井中的ICD完井技术是一种成熟的、延缓底水锥进、减少修井次数、增加采收率的完井技术。
[1] 刘文莉, 云海涛, 姜玉. 智能完井技术及应用前景分析[J]. 内蒙古石油化工, 2012 (16):
122-123..
[2] 周代余, 江同文, 冯积累, 等. 底水油藏水平井水淹动态和水淹模式研究[J]. 石油学报,
2004, 25(6): 73-77.
[3] Garcia Gonzalo. ICD Flow Characterization. October 2008. Houston TX. Technical Service Sand Control Report.
[4] Saeed M.Al.Mubarak et al. Improved Performance of Downhole Active Inflow Control Valves through Enhanced Design:Case Study.Paper SPE 11763,2008
我觉得可以补充的：
水平井控水完井的基本思路是调整产液剖面和分段控制，利于提高水平井开发油藏的采收率。
为了实现这一目标，国外发展了相应的水平井控水完井方法。
ICD(Inflow control device)完井方式就是近年来发展起来了一项新技术，在世界范围内已经有数百口井成功应用该项技术实现了控制水锥或气锥的目的。
但国内的研究目前还处于起步阶段，文章主要介绍ICD类型和限流原理，同时给出了不同类型ICD附加压降的计算公式，最后再通过各公式分析各个影响因素对不同ICD的压降的影响。