智能分采为不同油层安上“开关”

近日，中原油田石油工程技术研究院的田芳勇博士正与他的科研团队组装测试第二代油井智能分层采油仪器。“这个从外观看似‘平平无奇’的仪器，实现了不动管柱条件下油层的自动定时轮采，以及压力无线控制的任意选层开采，将助力油田开发调整由‘笼统合采’向‘智能分采’转变，真正实现‘指哪采哪’的精细采油方式。”田芳勇介绍说。

智能分采技术迫在眉睫

作为已经进入高含水开发阶段的老油田，中原油田东濮老区油水分布极为复杂，剩余油高度分散，由于缺乏有效的分层动用手段，传统的笼统合采使得层间矛盾和平面矛盾进一步突出，注入水的无效循环日趋严重。

据介绍，1立方米水从地面注到地下再经过提液返到地面进行水质处理，整个过程大约需要16~20千瓦时的电能。各个采油厂一年的注水总量有数百万立方米，注水有效率向下浮动一个百分点，就意味着几十万千瓦时的电量打了水漂儿。

“分层采油是油田高含水阶段解决层间和平面矛盾、充分开发中低渗透储集层、减少无效水循环、实现剩余油挖潜的重要手段。” 田芳勇说，在低油价大环境下，油田各油气生产单位向更精细的开采方式要效益。能不能在不动管柱条件下即油井生产状态下，认清每个油层的产能状况，找到主力出水层，并能自动将高含水油层“关闭”，达到控水稳油的目的呢?他们向科研单位抛出这一新课题。

研发智能“开关”

找水、堵水自由控制

据介绍，智能分采技术的核心仪器就是智能开关器，可实现定时开启和关闭，也可以通过压力指令进行无线遥控。在攻关智能开关器1年的时间里，田芳勇和他的团队凭借其在井下工具和机电一体化方面的技术优势，反复做实验、修改设计图纸，以及上千次的修改论证，最终成功研发出第一代智能开关器。

油井智能分采仪器投入应用后，在开关器下井前，地质人员可以通过软件任意设置各层找水时机。智能开关器按设定时序，依次自动打开或关闭，使各层段单独生产，地质人员可以精确测算各个油层的含水量。

“定时轮采过程完成后，地质人员可从地面发送无线指令信号至井下，控制相应智能开关器，在不动管柱的条件下，实现任意选层生产操作。”田芳勇介绍说，“智能开关器自带‘温度计’和‘压力表’。地质人员可以根据存储的地层压力和温度等关键参数，精细掌握各小层的储层特性，这对优化开采方案、调整层间矛盾具有重要的指导意义。”

投入现场应用

二代产品再升级

据了解，一代智能开关器已在濮城采油厂濮143井开展现场试验。该井有三个油层，技术人员给这3个油层分别安装了3个智能开关。根据智能开关设定的时序，三个油层依次轮采，其中沙二上一油层产液量为19吨/天，含水96.7%，沙二下一油层产液量16.5吨/天，含水96.5%，而沙二下的另一油层产液量33.3吨/天，含水100%。由此可见前两层为产油层，而第三层为主力出水层。通过智能开关器把含水高的第三层段“关上”。一系列操作后，统计数据显示，在保持产油量不变的情况下，该井日产液量由57吨下降到30吨。

为了进一步降低成本，延长使用周期，技术人员攻关研究控制电路休眠与唤醒技术，进一步延长井下智能开关器的电池寿命。新研发的第二代智能开关器的有效工作周期达到24个月。

“未来我们将继续推进智能分采技术与精细分层注水技术相结合，形成井组和区块整体挖潜的开发新模式，为高含水老油田持续稳产提供更有效的技术支撑。”田芳勇表示。