極大儲層接觸技術(shù)
已經(jīng)應(yīng)用的最大儲層接觸技術(shù)（Maximum Reservoir Contact，簡稱MRC）是一種智能多分支井，可以在主 井眼中鉆5km與儲層接觸的 多分支 水平井，擴大油藏 泄油面積，提高油氣產(chǎn)能。該技術(shù)對致密、非均質(zhì)儲層效果顯著。沙特阿美哈拉得III油田有32口MRC井，每天產(chǎn)油量高達(dá)42857t。然而，由于MRC井的每個分支需要安裝機械控制管線至 井口，以實現(xiàn)地面對井下分支的控制，導(dǎo)致每口井的分支數(shù)量受到限制。未來，極大儲層接觸技術(shù)（Extreme Reservoir Contact，簡稱ERC）將采用無線控制技術(shù)，減小機械控制管線，增加井下分支數(shù)量，理論上分支井?dāng)?shù)量不受限制，在分支井中可安無限數(shù)量的 控制閥（圖1）。
圖1 極大儲層接觸技術(shù)
智能油田控制技術(shù)
傳統(tǒng)智能油田是利用中央處理系統(tǒng)連接許多傳感器，將所有相關(guān)油田的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，包括油藏壓力、溫度、井口流體組分、管線流體和油氣聯(lián)合站信息，通過實時獲取的數(shù)據(jù)對油田進(jìn)行管理。在哈拉得III油田，每口井中安裝一套井下永久監(jiān)測系統(tǒng)，將油藏實時信息傳至地面，中央處理站對實時數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，實現(xiàn)對油田的實時監(jiān)控。未來，智能油田將更加先進(jìn)，從自我監(jiān)控向全自動控制發(fā)展。油田將油藏數(shù)據(jù)、井口信息和管理進(jìn)行整合，實現(xiàn)實時油藏數(shù)值模擬，得出最佳的注采比，并向井下控制閥發(fā)送指令來完成自我管理。
無源地震監(jiān)測技術(shù)
油氣藏開發(fā)過程中，儲層不斷發(fā)生微地震事件，常規(guī)方法幾乎監(jiān)測不到，而無源地震監(jiān)測技術(shù)能夠監(jiān)測這些微地震事件，通過獲取的地震信息分析井筒附近的斷層和裂縫分布，以此來描繪地層流體流入井筒的流動通道。無源地震技術(shù)能夠?qū)崟r監(jiān)控油藏，是分析和監(jiān)控流體在儲層中流動的一種新方法，將油藏管理推向新的水平。該技術(shù)在斷層特征描述、水力壓裂監(jiān)測和水驅(qū)前緣監(jiān)測方面得到了應(yīng)用。該技術(shù)目前還處于起步階段，未來將會成為油藏監(jiān)測與管理的主流技術(shù)。
儲層納米機器人
米機器人的尺寸是人類頭發(fā)直徑的1％，可以隨注入流體大 批量進(jìn)入儲層（圖2）。納米機器人在儲層中流動時，分析油藏壓力、溫度和流體類型，并存儲信息。在采出的流體中回收這些納米機器人，下載其存儲的油藏關(guān)鍵信息，以此來對油藏進(jìn)行描述。沙特阿美已經(jīng)研究了納米機器人在地下“旅行”時所必需的一些因素，包括尺寸、濃度、化學(xué)性質(zhì)、與 巖石表面的作用、在儲層 孔隙中的運動速度等，并于2010年進(jìn)行了尺寸為10nm、沒有主動探測能力的納米機器人注入與回收現(xiàn)場測試，驗證了納米傳感器具有非常高的回收率和較好的穩(wěn)定性、 流動性。目前，正在嘗試?yán)眉{米機器人主動探測地下油藏，以實現(xiàn)其在儲 層流動過程中實時讀取和傳輸數(shù)據(jù)。
圖2 納米機器人
千兆網(wǎng)格數(shù)值模擬技術(shù)
已經(jīng)投入應(yīng)用的三維地震技術(shù)和高級模擬算法可建立描述油藏特性的高分辨率 地質(zhì)模型。但當(dāng)這些模型用于流動模擬時，由于現(xiàn)有處理器模擬網(wǎng)格的數(shù)量有限，使得地質(zhì)模型在模擬之前必須先將信號放大，減少單元格數(shù)量，造成分辨率大幅降低。未來的 油藏模擬器不需要將信號放大，可以實現(xiàn)高分辨率模擬巨型油田，如模擬油藏展布面積為280km×26km的加瓦爾油田。為了達(dá)到這一目的，油藏數(shù)值模擬器模擬網(wǎng)格數(shù)量必須從目前的兆級增加到千兆級以上（圖3）。沙特阿美目前的模擬模型采用300～400萬個網(wǎng)格，正在研發(fā)處理2580萬個網(wǎng)格的處理器，該模型1d能夠模擬油田開發(fā)60年的歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測油田見水時間。未來將實現(xiàn)10億網(wǎng)格節(jié)點的模擬能力，將數(shù)值模擬技術(shù)推向新的高度。
圖3 千兆網(wǎng)格數(shù)值模擬技術(shù)
智能流體技術(shù)
智能流體在油藏中能夠根據(jù)環(huán)境自動調(diào)整性能，進(jìn)入地層后以自己的方式自動工作（圖4）。如在油藏 堵水作業(yè)中，智能流體利用相對滲透率改性劑和 乳化 凝膠，當(dāng) 水侵入井筒時，智能流體與水化合膨脹堵塞水淹層，阻止水流入井筒，遇油時智能流體 脫水收縮，不進(jìn)行層間封隔。由此不需要采用封隔器對油井進(jìn)行封堵，減少了施工時間和作業(yè)成本。在現(xiàn)場應(yīng)用中，智能流體先用于近井地帶，未來會深入儲層內(nèi)部，在更大范圍內(nèi)發(fā)揮作用。智能流體技術(shù)目前還在研究發(fā)展中，只能應(yīng)用在特定的油藏條件下，但已在部分領(lǐng)域取得成功。
圖4 智能流體根據(jù)儲層特點自動改變性質(zhì)
仿生井技術(shù)
仿生井如同樹一樣，主井眼像樹的主干，井下分支像樹根。鉆完主井眼后，仿生井的智能分支可以自動向 含油層延伸，當(dāng)該層油氣開采完后可以關(guān)閉該分支，再向 其他含油層延伸（圖5）。目前看實現(xiàn)仿生井似乎比較遙遠(yuǎn)，但石油工程技術(shù)的不斷進(jìn)步正在逐漸向這一目標(biāo)靠近，如 鉆井技術(shù)從 直井到水平井，再到多分支井；智能井下控制閥后可以通過 節(jié)流關(guān)閉分支；智能流體能夠改變自身流變性來控制油井分支的開啟和關(guān)閉；井下監(jiān)測技術(shù)和地面控制技術(shù)可以分析儲層流體性質(zhì)和預(yù)測見水時間。以此為基礎(chǔ)，又發(fā)展了極大儲層接觸技術(shù)（MRC）和最大儲層接觸技術(shù)（ERC）。仿生井的自動 鉆進(jìn)是目前研發(fā)難點，但 連續(xù)管鉆井、高壓水射流鉆井、 激光鉆井和獾式鉆探鉆井等技術(shù)的發(fā)展，可以逐步實現(xiàn)仿生井的自動鉆進(jìn)。
圖5 仿生井技術(shù)
（本文轉(zhuǎn)自百科動態(tài)）
China
English
