Development and prospect of downhole monitoring and data transmission technology for separated zone water injection

This article outlines the development of downhole monitoring and data transmission technology for separated zone water injection in China.According to the development stages,the principles,operation processes,adaptability and application status of traditional downhole data acquisition method,cable communications and testing technology,cable-controlled downhole parameter real-time monitoring communication method and downhole wireless communication technology are introduced in detail.Problems and challenges of existing technologies in downhole monitoring and data transmission technology are pointed out.According to the production requirement,the future development direction of the downhole monitoring and data transmission technology for separated zone water injection is proposed.For the large number of wells adopting cable measuring and adjustment technology,the key is to realize the digitalization of downhole plug.For the key monitoring wells,cable-controlled communication technology needs to be improved,and downhole monitoring and data transmission technology based on composite coiled tubing needs to be developed to make the operation more convenient and reliable.For large-scale application in oil fields,downhole wireless communication technology should be developed to realize automation of measurement and adjustment.In line with ground mobile communication network,a digital communication network covering the control center,water distribution station and oil reservoir should be built quickly to provide technical support for the digitization of reservoir development.

Optimum development options and strategies for water injection development of carbonate reservoirs in the Middle East

Through the research on several carbonate reservoirs developed in the Middle East, the basic characteristics of different types of carbonate reservoirs are determined, and a set of high-efficiency water injection development options and strategies are presented. Hidden baffles and barriers exist in carbonate reservoirs in the Middle East, so the reservoirs could be divided into different separated development units based on the baffles and barriers characteristics. Flexible and diverse profile control techniques such as high angle wells and simple and applicative zonal water injection have been introduced to improve the control and development degree of reservoirs. Three principal water injection development methods suitable for different carbonate reservoirs in the Middle East are proposed, including the combination of crestal gas injection and peripheral water injection, bottom interval injection and top interval production(buoyancy underpinning), and "weak point and strong plane" area well pattern. Based on the characteristics of very low shale content, fast and far pressure transmission in the Middle East carbonate reservoirs, a large well-spacing flood pattern is recommended, and reasonable development strategies have been made such as moderate water injection rate and maintaining reasonable production pressure drawdown and voidage replacement ratio, so as to maximize the recovery of reservoirs in the none or low water cut period.

Study on Water Injection Formula by Grey Correlation Method for Offshore Water Flooding Reservoir

Based on the development of the offshore water drive reservoir, the determination of reasonable water injection of monolayer and single well affects the distribution of remaining oil and development effect of oil field water flooding, so this paper, using the grey correlation analysis method, studies the main factors influencing the dividing coefficient of water-injection and weight. This method takes into account the effective thickness, permeability, injection-production well spacing, the number of injection-production wells, and the direction of formation coefficient factors such as the influence of the dividing coefficient for injection. The formula for water-injection multi-factor controlled is established, at the same time, applying water injection formula of this article and the conventional on injection allocation of A-platform offshore injection wells. And the difference of single-well injection-allocation quantity in layers is analyzed. Based on a platform offshore, layers exist in the process of water flooding and the problems such as the contradiction between the layers, put forward the necessity of layered water injection through this article to determine water injection formula and injection allocation on a platform of injection wells by implementing effect which can be found. A platform for water flooding development of water cut under control, natural decline rate reduced to verify the reliability and practicability of the formula to determine injection in this paper. It has certain guiding significance to the offshore for the water-injection development oilfield.

电磁耦合智能分层采油技术

针对现有分层采油工艺技术存在的不适应检泵作业、有效工作寿命短、通讯可靠性差等问题,提出了电磁耦合智能分层采油技术,研制了核心工具及配套工具,并开展了现场试验。采用生产和配产管柱分离的丢手管柱结构,当两管柱在井下对接后,利用电磁耦合原理实现管柱间电能与信号的近距离无线传输,为井下多个智能配产器供电,并实现双向通讯。研制了适应井下复杂工况的电磁耦合传能与通讯装置、智能配产器、地面控制器等核心工具,以及大通径丢手锚定器、油井过电缆封隔器等配套工具,实现了技术定型。在大庆油田完成10口井现场试验,两管柱井下对接快捷、可靠,电磁耦合传能与通讯装置工作稳定,实现了井下分层流量、压力、温度的实时监测和分层产液量调控,提高了储层认识程度,取得了增油、降含水的生产实效。

平衡式双解封注水封隔器的研制与应用

针对冀东油田大斜度深井多级分注管柱解封负荷大、密封有效期短的问题,在剖析封隔器结构的基础上,对关键结构进行三维仿真模拟优化设计,研制了平衡式双解封注水封隔器。该封隔器设计独立的双解封方式,减小解封负荷;利用弹簧及注水管柱内外压差,实现反洗阀自动关闭;综合采用橡胶挤压及金属线密封方式,提高反洗阀密封可靠性;胶筒优选高强度氟橡胶材质,提高耐温耐压性能;设计平衡活塞保护解封销钉,消除高压差提前解封风险。现场应用11井次,施工成功率为100%,密封有效期超过30个月;起管解封负荷降低17.2%。该封隔器密封周期长,解封负荷小,可满足大斜度深井高压分注长效密封需求,具有良好的经济效益和推广应用前景。

大型注水管网最优运行模式判别规则及参数优选方法研究

注水管网的能耗是整个注水系统的能耗中有一个重要因素,体现在管网选用的运行模式以及参数优化2个方面。通过对大量注水数据的计算与评价,发现运行模式的选择与整个注水系统中各单井的压力分布特征有密切关系,据此形成了注水系统最优运行模式的五条判别规则。根据这些规则可以确定注水系统最优运行模式的选择方法和寻优计算步骤,并给出了不同模式的数学模型及运行参数的优选方法。在此基础上开发了注水系统最优运行模式智能判别软件,软件可以根据需要修改其运行参数,变换运行模式,便捷地模拟运行各种模式状态下的能耗情况,以寻找注水管网最优运行方案。最后通过一个计算实例演示如何通过改变运行模式和参数得到了一个能耗较低的方案。此结果表明本方法可以作为大型注水管网选择最优运行模式与参数优化的有效手段。

井下油水分离装置现状与展望

油田进入开发中后期,采出液含水率急剧上升,如何降低含水率并提高采收率是开发后期需要解决的首要问题。井下油水分离技术利用水力旋流技术、重力分离技术或其他油水分离工艺实现在井下对采出液进行预分离,从而采出较低含水率的油水混合液,此项技术对于高含水油田具有很大应用前景。通过对井下油水分离装置的研究现状进行简要分析与总结,并指出目前井下油水分离装置存在的问题与挑战,同时做出展望,为其发展提供一定的参考。

旋流式井下二次油水分离同井注采技术适用性分析

针对含水率已达99%、超过经济开采极限的采油井,为进一步降低地面产出液量,在旋流式井下一次油水分离同井注采技术基础上,通过采用井下水力旋流器串联的方式,将采出液在井下再浓缩,形成旋流式井下二次油水分离同井注采技术。室内实验表明,两个水力旋流器串联后,分流比在15%~45%时,最大分离效率达到98.5%。通过现场试验,验证了旋流式井下二次油水分离同井注采技术的可行性,可将地面日产液量降幅提高至85%以上,实现了因特高含水关停的井组再利用,提高了油井采收率,为特高含水油田后期经济、有效开发探索一种新的模式。

降低液化石油气脱硫醇装置抽提后汽油钠含量探索及实践

液化石油气脱硫醇装置多采用传统的Merox法,在生产过程中,再生碱性溶剂中含有的二硫化物均采用汽油抽提法脱除,致使抽提后汽油含有微量碱性物质,导致抽提后汽油钠含量及pH值升高,影响下游生产。研发了一条能有效降低抽提后汽油钠含量的工艺技术路线:增设物理沉降、水洗及吸附过滤工艺流程。结果表明:增设2个50 m3的沉降罐后,可延长22.2 h的油、碱分离时间,汽油钠质量分数由400 ng/g左右降至200 ng/g左右;于沉降罐入口增加注水流程,投用初期汽油中钠质量分数最低降至73 ng/g,但长期运行会出现钠含量回升及废碱排放量大等问题;采用分子筛过滤器过滤并充分沉降,可使汽油钠质量分数降至20 ng/g左右,总脱钠率高达95%。

海上油田分层防砂分层注聚技术工艺优化

针对胜利油田已有的双管分层防砂分层注聚技术无法满足其海上低剪切、防堵塞、长效注聚需求的现状,对注聚筛管、环空安全阀及液控封隔器等核心工具进行了优化改进,形成了双管宽流道分层防砂分层注聚技术。优化研究结果表明:形成的注聚筛管采用倒梯形缝状结构,表面双疏涂层,自洁不堵塞,流通量提高25%~40%;优化环空安全阀过流通道使内外管环空过流面积增加3.3倍;优化液控封隔器结构,使胶筒肩部受力减小12.6%,坐封活塞面积增加0.78倍,解封后环空面积增大1.5倍。该技术已在海上油田成功应用35井次,井筒黏度保留率达93%,提高5%,平均注入压力下降1.1 MPa。该技术对油田海上、陆地化学驱区块的长效注采开发具有一定的示范指导作用。

渤海油田高效投捞无缆分注工艺研究及应用

针对无缆智能注水技术应用于油田开发中,其工艺存在无缆智能工作筒电路可靠性不足、电池寿命短造成无缆注水管柱寿命低的问题,提出了高效投捞无缆分注工艺。研发的井下可投捞无缆分注工作筒将无缆注水工作筒的电子元器件、传感器部件集成在可投捞注水芯子内部,利用钢丝作业实现芯子的快速维修、更换,有效地延长管柱寿命。同时研发了配套的地面发码系统与高效压力波控制编码技术,通过软件和硬件的配合,实现了水嘴开度调节、流量预设等7大功能,有效地提高了无缆调节效率。目前渤海油田现场应用62井次,投捞成功率达到100%,注水合格率达到97%以上。该技术的研发可为海上油田的高效智能注采提供新的选择。

注汽锅炉过热及提效改造技术的研究

随着油田开采深度的增加,被广泛使用的湿饱和蒸汽和高干度蒸汽注采方法将受到限制,由于管线和井筒输送损失,到达井底的干度较低,降低了加热效果,因此需提高锅炉出口蒸汽干度,以改善开发效果。辽河油田注汽锅炉平均热效率约89%,距离国家标准规范热效率(92%以上)有一定的差距,还有提效空间。目前热注站汽水分离器产生的25%高温分离水与给水换热后直接外排至联合站,不仅造成了约15%热量的浪费,而且还增加联合站的污水处理费用。为了解决上述问题,采用注汽锅炉过热及提效改造技术,主要包括新增过热段,改造对流段、过渡段保温改造、汽水流程调整以及自控系统升级,其节能降耗效果显著,具有一定的推广价值。

高产水气井同井采注技术研究及应用

高产水气井因产水量大而存在井筒连续排液难、地面气水混输难及产出水处理成本高等问题。为此,基于“潜油电泵深抽+采出水不出地面处理”研究思路,研制了一种井下气液流道转化关键装置,实现井下气水流道空间转换及产层与回注层有效封隔;创新形成高产水气井潜油电泵同井采注工艺技术,确保气井油管稳定采气、油套环空产出水不出地面直接井下回注。潜油电泵同井采注工艺技术在42口高产水关停气井中推广应用,累计增产3350万m3,产出水全部实现井下回注,节省污水处理成本926万元,实现高产水气井经济有效排采。

腹腔镜疝气修补结合注水分离腹膜法在小儿疝气中的临床效果

目的探讨在小儿疝气中应用腹腔镜疝气修补结合注水分离腹膜法治疗的效果。方法方便选取2022年1月—2023年6月民勤县人民医院收治的76例小儿疝气患儿为研究对象,按不同治疗方法分成观察组(n=38)和对照组(n=38)。对照组给予传统疝修补术,观察组采取腹腔镜疝气修补结合注水分离腹膜法。比较两组患儿的术中失血量、单侧或双侧手术时间、术后初次下床活动时间及住院天数,术后1 d、7 d的白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)水平,以及两组并发症发生率和复发率。结果观察组患儿的术中失血量少于对照组,单侧或双侧手术时间、术后初次下床活动时间及住院天数均短于对照组,差异有统计学意义(P均<0.05)。两组患儿术后1 d的IL-6水平明显升高,且观察组低于对照组,差异有统计学意义(P均<0.05)。两组术后7 d的IL-6、CRP水平均明显降低,且观察组低于对照组,差异有统计学意义(P均<0.05)。观察组的并发症发生率[2.63%(8/38)]低于对照组[21.05%(1/38)],差异有统计学意义(χ^(2)=6.176,P<0.05)。两组患儿复发率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论疝气患儿通过腹腔镜疝气修补结合注水分离腹膜法治疗,有利于改善手术相关指标,降低患儿术后疼痛程度、并发症发生率,且有效减少感染发生,有利于后期机体恢复。

朱家峁煤矿3#煤层导水裂缝带发育高度分析研究

根据朱家峁煤矿三盘区煤层赋存条件及工作面巷道布置与开采状况,为研究3#煤层开采后覆岩导水裂缝带发育高度及形态规律,在理论分析与详细探测设计基础上,采用钻孔分段注水测漏法对3301综采面采后覆岩导水裂缝带高度进行了现场探测。通过系统资料整理与分析,得到了该条件下的两带高度实测资料,3301综采面观测站处导水裂缝带最大高度为55.4m,为采厚的19.8倍。建议在后续矿井突水危险性评价时,采用本次实测裂采比20倍作为依据。

分层注水工艺管柱存在问题分析及防治

分层注水是解决油田开发过程中的层间矛盾 ,实现有效注水 ,保持地层能量 ,维持油田长期稳产、高产 ,提高水驱动用储量和采收率的重要手段。而分层注水有效率的高低主要取决于分层注水有效期的长短。分析了胡庆油田分层注水井分层注水失效的原因 ,并提出了具体的解决办法。

分层注水工艺管柱变形量计算

针对目前分层注水工艺中所使用2个或2个以上封隔器的相互作用,使得管柱的变形量计算趋于复杂的问题。以水力压缩式封隔器分层注水工艺管柱为例,较详细的分析了管柱受力坐封前、坐封后和注水3个过程中的受力状态和变形情况,并对注水时层间压差引起的受力差异给出了重点分析,推导出了管柱在不同过程中的受力及变形计算公式。为层流注水工艺解决层间矛盾,调整油层平面上注水分布的均匀性提供了理论依据。

第四代分层注水技术内涵、应用与展望

针对目前分层注水技术存在的问题及生产需求,开展了第4代分层注水技术研究,介绍了其内涵、核心工具及核心技术,分析了现场应用情况,并进行了技术发展展望。第4代分层注水技术内涵为实现注水井单井分层压力和注水量的数字化实时监测,实现区块和油藏注水动态监测的网络信息化,实现注水方案设计与优化和井下分层注水实时调整为一体的油藏、工程一体化。研发了作为核心工具的一体化配水器,开发了层段流量检测、配注量调整等关键技术,并开展了区块试验,达到了预期效果。为进一步满足生产要求,对井下层段流量检测、井筒无线通信、井下自发电和易损部件投捞技术等核心环节仍需持续攻关,并加强与油藏工程的有机结合,形成可持续支撑水驱开发的、系统的、完善的第4代分层注水技术。

桥式偏心分注管柱电动验封技术研究与应用

桥式偏心分注管柱验封通常采用的机械验封技术存在着井下事故风险高、数据准确性低、工作效率不高等问题,为此开展了桥式偏心分注管柱电动验封技术研究。该技术通过地面控制系统实时监测的油管压力和地层压力的变化曲线确定封隔器密封性能。现场试验结果表明,该技术可以有效降低桥式偏心分注管柱验封时验封仪卡、掉以及密封段破损、脱落等井下事故的风险,验封结果更加直观、准确、高效。

分层注水井封隔器检验新技术

井下封隔器的密封状况检查在油田注水开发过程中是一项非常重要的工作。在吸收国内已有的经验和方法基础上,开发出了压力、流量组合验封仪器和工艺技术。该技术是利用密封段密封配水器中心通道,通过改变井口注水压力来了解配水器以下的流量和压力的变化情况,判断封隔器密封状况。该技术于2000年9月在胜利油田孤岛采油厂投入应用,到2002年10月底累计完成水井验封308口,共验证封隔器582级,封隔器密封良好占71.9％,失效占28.1％。同时发现,孤岛采田厂最常用的K344-114型封隔器的密封良好率71.8％,而K344-115型和Y341-115F型的密封良好率分别只有57.2％和60％。该技术简单易行,验证结果准确可靠,可以在油田推广应用。