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任厚毅

 

這是一塊注水開(kāi)發(fā)的油區(qū)，上百口井在安靜地生產(chǎn)。

很奇怪，很長(zhǎng)時(shí)間也不見(jiàn)一個(gè)維護(hù)巡井的人來(lái)。但在某個(gè)繁華地段的辦公大樓里，這里的一舉一動(dòng)，甚至數(shù)千米井下的“蛛絲馬跡”都被人——也許是智能機(jī)器“盡收眼底”。在后臺(tái)，海量的數(shù)據(jù)呈量子態(tài)往來(lái)穿梭，精準(zhǔn)高效地調(diào)控著每一口井生產(chǎn)運(yùn)行。

“這是智能油田未來(lái)的場(chǎng)景，但很大一部分現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。”勝利油田石油工程技術(shù)研究院注水工藝研究所智能注水室經(jīng)理王鵬介紹說(shuō)。

圖為科研人員在智能叢式井組前巡查

智能注

水驅(qū)是油田開(kāi)發(fā)的主要方式，也是最經(jīng)濟(jì)的原油驅(qū)替開(kāi)發(fā)方式。我國(guó)水驅(qū)油田儲(chǔ)量、產(chǎn)量均占全國(guó)總儲(chǔ)量、總產(chǎn)量的70%以上，保證水驅(qū)油田穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)對(duì)于保障國(guó)家油氣供給安全具有重大意義。

水驅(qū)可以看成向油池子里注水，達(dá)到把油擠到井筒中從而采出來(lái)的目的。由于地下是分層的，有油層、水層，還有摻雜物，傳統(tǒng)注水管柱伸到地下，對(duì)應(yīng)各層分段處理，每一段都有一個(gè)開(kāi)關(guān)，相當(dāng)于水龍頭，需要注水時(shí)就打開(kāi)水嘴。傳統(tǒng)注水是籠統(tǒng)地注，不分主次向地層灌水，口渴的地層不一定能搶得到，飽和的地層可能吸水太多。

智能注水要達(dá)到的目標(biāo)是，想怎么注就怎么注，想注多少就注多少，精準(zhǔn)控制，不多不少。勝利油田石油工程技術(shù)研究院研發(fā)的“智能分注技術(shù)”給這個(gè)夢(mèng)想插上了騰飛的翅膀。

這項(xiàng)技術(shù)的核心是一套“智能注水工藝管柱”，它被安裝在油田海陸上千米的地層中，管柱里有“體感計(jì)”、“壓力計(jì)”和“攝像頭”，相當(dāng)于把“眼睛”和“手”埋到油藏里，延伸到各個(gè)層段，精準(zhǔn)把脈各個(gè)層段里的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)。它的厲害之處是還有一個(gè)“大腦”，集中收集整理各種數(shù)據(jù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)優(yōu)化算法，得到準(zhǔn)確反映當(dāng)前油藏動(dòng)態(tài)的優(yōu)化模型，引入高效尋優(yōu)算法，量化評(píng)價(jià)注水調(diào)配方案，確定出最優(yōu)分層注水參數(shù)，指導(dǎo)精細(xì)高效注水。

該項(xiàng)技術(shù)完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化——無(wú)需人工參與，節(jié)省測(cè)試班組人力與物力，尤其適用于層間矛盾突出、層段壓力變化頻繁等注采關(guān)系復(fù)雜區(qū)塊的精細(xì)分層注水。

截至目前，智能分注技術(shù)已在勝利油田累計(jì)實(shí)施超過(guò)百井次，最大分層數(shù)6層，最大實(shí)施深度2933.47m，有力推動(dòng)了智慧油藏開(kāi)發(fā)進(jìn)程。

智能采

注水的目的是采油。前面的一切鋪墊都是為了“最后一公里”。勝利油田石油工程技術(shù)研究院用“智能分采技術(shù)”完美地跑完了“最后一公里”。

東辛采油廠一口營(yíng)字號(hào)油井地下有兩層，下層生產(chǎn)5天后供液不足且高含水，技術(shù)人員不動(dòng)管柱在地面操控，實(shí)現(xiàn)換層生產(chǎn)，換層后日產(chǎn)油超過(guò)10噸，靈活精準(zhǔn)的層段控制技術(shù)讓現(xiàn)場(chǎng)管理方交口稱贊。

把一口井地下油層分成幾段，根據(jù)設(shè)計(jì)程序自動(dòng)實(shí)現(xiàn)分段開(kāi)采，還可以根據(jù)生產(chǎn)情況把含水高的層段“關(guān)上”，這在以前不上作業(yè)面是不可能完成的事情，如今“智能分采技術(shù)”做到了。

像“智能分注技術(shù)”一樣，“智能分采技術(shù)”也在油藏各層段里埋上了“眼睛”和“手”，學(xué)名叫“智能測(cè)控開(kāi)關(guān)”。技術(shù)人員在智能開(kāi)關(guān)下井前于地面設(shè)定好自動(dòng)換層時(shí)序，不借助外力就能實(shí)現(xiàn)油井各層段自動(dòng)單獨(dú)生產(chǎn)，根據(jù)需要也可隨時(shí)利用壓力信號(hào)控制各層“開(kāi)”或“關(guān)”，達(dá)到不動(dòng)管柱隨時(shí)調(diào)節(jié)生產(chǎn)層位的目的。

圖為勝利油田智能注采現(xiàn)場(chǎng)三維圖

相比之前的機(jī)械分采技術(shù)，智能分采技術(shù)是一種“一對(duì)一”精準(zhǔn)控制、分層段數(shù)多、可自動(dòng)開(kāi)關(guān)且施工方便的分層采油技術(shù)，既實(shí)現(xiàn)了油井實(shí)時(shí)優(yōu)化生產(chǎn)，又簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)層系劃分，減少了鉆井?dāng)?shù)量，降低了油田開(kāi)發(fā)成本。

注采合一

“注”考慮了“采”，“采”預(yù)設(shè)了“注”，二者有機(jī)結(jié)合，相輔相成。智能注采調(diào)控將測(cè)量控制、信息通訊、機(jī)電一體化等技術(shù)與油田開(kāi)發(fā)深度融合，實(shí)現(xiàn)了水驅(qū)動(dòng)態(tài)的快速分析和注采參數(shù)的在線精準(zhǔn)調(diào)控。

實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，“高度集成注采測(cè)控裝置”功不可沒(méi)。科研人員克服井下高溫高壓以及操作空間受限等不利條件，研發(fā)出集測(cè)試調(diào)配功能于一體的井下實(shí)時(shí)測(cè)控裝置，滿足了油藏動(dòng)態(tài)開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)感知、高效調(diào)控需求。

在軟件上，構(gòu)建出基于注采連通的水驅(qū)油藏網(wǎng)絡(luò)模型，快速準(zhǔn)確預(yù)測(cè)水驅(qū)動(dòng)態(tài)，形成水驅(qū)仿真計(jì)算方法；充分利用大數(shù)據(jù)，分析注采數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，指導(dǎo)優(yōu)化調(diào)控，計(jì)算效率較傳統(tǒng)數(shù)模提升5倍以上；充分利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)模型自動(dòng)擬合修正和最優(yōu)注采調(diào)整方案求解，建立了注采參數(shù)智能優(yōu)化決策系統(tǒng)。

軟硬融合，打造出全面感知、實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)、優(yōu)化決策、智能調(diào)控的智能油田全貌。自2018年以來(lái)，勝利油田智能油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)歷了從單井試驗(yàn)、智能注水示范區(qū)應(yīng)用、注采耦合調(diào)控示范區(qū)建設(shè)三個(gè)階段，目前實(shí)現(xiàn)了技術(shù)驗(yàn)證可行性、完善可靠性到推廣示范性發(fā)展，建立了12個(gè)智能注采示范區(qū)，共實(shí)施146口智能注采井，累計(jì)增油3.66萬(wàn)噸，測(cè)試節(jié)支1600多萬(wàn)元，增油效益過(guò)億元。

勝利油田油水井超過(guò)4萬(wàn)口，智能油田有著廣闊的推廣空間。