中原油田研发油井智能分采技术，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

    为不同油层安上智能开关

    9月25日，中原油田石油工程技术研究院的田芳勇博士与其科研团队在实验室，对他们研发的第二代油井智能分采仪器进行电路板耐高温性能测试。

    “这个从外观看似平平无奇的仪器，将助力油田开发调整由笼统合采向智能分采的转变，真正实现指哪儿采哪儿——精细采油。”田芳勇介绍。

    一线抛出新课题，急需精细分层采油

    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。

    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到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，是极大的浪费。

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

    一线需求为科研单位的技术研究指明了方向，研发智能化的分层采油技术迫在眉睫。

    研发智能开关，实现找水堵水自由控制

    智能分采技术的核心仪器是智能开关器，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。在攻关智能开关器长达1年的时间里，田芳勇和他的团队成员几乎天天泡在实验室里，做实验、反复修改设计图纸。凭借该院在井下工具和机电一体化方面的技术优势，以及上千次的修改论证，科研团队于2019年11月研发出第一代智能开关器。

    油井智能分采仪器利用封隔器将井下各油层分隔开，每一层段对应一个智能开关器，用于控制相应油层的打开或关闭。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，“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温度和压力等关键参数，精细掌握各储层特性，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

    2019年10月，一代智能开关器在濮城采油厂濮143井开展为期一个多月的现场试验。据之前的地质研究分析，该井有3个油层，技术人员给它们分别安装了3个智能开关器。

    根据智能开关设定的时序，3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。技术人员通过智能开关器把含水较高的第三层段关上。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。

    现场应用效果良好，激发出科研人员对工艺技术精益求精的追求。第一代智能开关器使用寿命为12个月。为进一步降低成本，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。目前，新研发的第二代智能开关器已进入测试阶段，有效工作周期达24个月。接下来，科研人员将进一步优化仪器结构，形成系列化的产品配置，为规模化推广应用创造条件。

    “未来我们将推进智能分采技术与精细分层注水技术的结合，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。