一种新型底水油藏AICD控水原理与性能分析

底水油藏水平井开发过程中出现的底水脊进问题,缩短了底水油藏的无水采油期,严重影响了水平井产能优势的发挥,成为了制约水平井高效开发底水油藏的关键因素。目前我国的大部分底水油田都进入中高含水期,产油量递减加快,而传统的ICD控水工具仅适用于井筒见水前,对于见水后的油井无效。为此,针对目前我国油田水平井开采面临的技术难题和现实问题,研发出了一种新的控水工具——一种新型自动流入控制器,该工具无运动部件仅根据流体性质和流动路径区分流体,限制水的产出。借助CFD软件对新型AICD进行流场分析和敏感性分析,流场分析结果表明:水在新型AICD中流动产生的压降比油在新型AICD中流动产生的压降高,主要原因是水会在工具中高速旋转从而产生更高的压降,而油不会在工具中旋转。对流体的敏感性分析可知,流体流过新型AICD的压降主要是由流体的黏度和流速决定,流体的密度对压降影响很小。通过对新型AICD的控水能力进行分析表明:含水率越高流过控水阀的压降越大。

水平井双腔螺旋式AICD实验研究

为了更好地解决现有水平井存在的水脊现象和趾跟效应,设计了一种双腔螺旋式自动流入控制装置(AICD)。利用多因素实验的方法,对不同流体粘度、流量、含水率进行研究,分析水相、油相以及不同含水率油水两相流通过装置的流动压降、分离效率以及控水性能。实验结果表明:流体压降随着粘度的增大而减小,纯水流过该装置的过阀压降最大,可以达到粘度为200 mPa·s纯油压降的4倍;该装置使井筒中水相、低粘度流体与高含水流体的阻液率提高了3.5%;流量25 m^(3)/d且含水率30%时,该装置能够稳定高粘流体的产量,抑制水相的流出,达到最佳的稳油控水效果。

AICD智能控水阀性能评价及应用

自适应流入控制装置AICD依靠对流体黏度等的识别,自动调节过流通道的大小,抑制高产水段产量,进而减缓油井含水上升速度。目前海上油田选择使用AICD控水阀时没有理论依据去判断是否符合产量和生产压差的要求。因此,基于物模实验研究了油、水在不同流速下通过浮板型AICD控水阀时的压降大小,利用非线性回归方法,拟合控水阀压降数学模型。结果表明:AICD控水阀压降主要受流体密度、黏度、流速的影响,相同流速下,黏度越低含水率越高,流体通过AICD控水阀的压降越大,且随着流速增大,过阀压降呈指数增大。研究及应用成果为海上油田控水完井选阀提供了理论依据。

混合型流入控制装置改进及性能分析

被动式流入控制装置(PICD)在油井见水后易失效.提出一种基于混合型流入控制装置(ICD)和遇水膨胀橡胶(WSR)的自膨胀型自适应流入控制装置(AICD),分析流体性质敏感性并优化结构参数,与喷嘴型、喷管型、螺旋通道型和混合型等4种流入装置(在流动阻力等级FRR相同时)比较.结果表明:一旦油井见水,自膨胀型AICD上预装的遇水膨胀橡胶膨胀,且膨胀度根据含水率自动变化,从而改变装置的最小过流面积和流动阻力等级;在泥浆返排阶段防堵塞能力强,在稳产期抗冲蚀性能强,在衰竭生产时能够持续控制入流且对黏度不敏感.该装置还可以根据流体类型自动改变流动阻力.

自适应调流控水技术研究与试验

针对常规调流控水技术控水针对性差、有效期短,局部层位被底水突破后调流控水效果差、易导致储层的二次伤害等问题,研究了自适应调流控水技术。该技术的关键是自适应调流控水装置及精密滤砂网控水筛管。自适应调流控水装置具有“主动式”调流控水功能,能够根据多控制层位产液的变化自动调整所产生的附加阻力,遇油低摩阻,遇水高摩阻,实现低成本的智能完井;精密滤砂网控水筛管采用6层结构精密滤砂网设计,基管筛网内部留有4~5 mm的过流通道,满足调流控水井内流体横向入流要求,也可对进入井筒内的流体进行深度过滤。现场试验结果表明:应用自适应调流控水技术后水平井日产油量提高了近3倍,延长低含水采油期300 d以上;可有针对性地抑制出水层位的生产,促进产油段的生产,取得了较好的控水增油效果。自适应调流控水技术能在一定程度上解决常规调流控水完井技术存在的控水针对性差的问题,满足调流控水长期性、可靠性以及生产后期阻水采油的技术要求。

基于储层物性的分段方法在控水完井中的应用

控水完井技术在中国海上油田已得到较好应用,但多数方案设计是基于水脊形态和现场经验进行分段,针对储层物性进行完井分段的方法研究相对较少。综合考虑储层渗透率、孔隙度、含油饱和度和岩性等参数,利用双指标指数法(物性指数和含油饱和度指数)对完井段进行评价;以各指数频率分布和累计分布情况为依据,划分为好、中和差三个等级并赋分;依据各段综合评价分值获得初始分段位置后,再结合岩性条件确定最终分段位置;最终形成了一套基于物性参数的控水完井分段综合评价方法,并开发了相应的完井分段设计程序模块。BH油田A井现场试验效果表明,该分段方法能够有效指导控水完井优化设计。为基于物性分段设计思路提供了理论依据,同时也为智能控水完井的推广应用提供了支撑。

水平井找水-控水一体化智能完井技术及其应用

底水脊进问题是制约水平井经济高效开发的难点之一,水平井找水-控水一体化智能完井技术是解决该难题的有效方法。介绍了水平井找水-控水一体化智能完井管柱的控水短节、开关短节、示踪短节和定压短节等主要组成部分,阐述了智能管柱的找水和控水原理,以及开关短节和定压短节的工作原理。通过实验验证了开关短节、定压短节的响应压力及固体示踪剂的释放速率。实验结果表明,找水与控水相结合的方法能有效提高产液剖面解释和产液剖面调整作业效率。水平井找水-控水一体化智能完井技术在中国海域Y油田目标井X8井的应用表明,该技术实现了对X8井的长效找水和均衡产液剖面,有效提高了找水-控水效率及经济开发效益,具有良好的推广和应用价值。

天然气开采阻水装置AICD的设计和数值模拟

设计了一种具有2层挡板的改进型自动流入控制装置(AICD),用于天然气开采过程中的井下控水。分析了AICD控水、通气的流动机理,数值计算了水、气在AICD装置内的流动,得到压力场。分别计算出水和气的入口-出口压差。采用曲线拟合的方法,得到了压差-流量的函数关系。计算结果表明,水的压差远远大于天然气的压差,说明本文设计的AICD具有显著的阻水效果。