1.智能完井或“智能”井使操作員能夠獲取數(shù)據(jù)、監(jiān)控和遠程控制油井作業(yè)，以實現(xiàn)最高生產率。這項技術在俄羅斯的實施程度如何，目前有哪些運營商在使用？
韋瑟福德: 智能完井是一個集成包，具有復雜的設計，包括控制工具、雙重完井/雙重注入系統(tǒng)中的流入或一致性控制裝置、井下監(jiān)測系統(tǒng)(在不同區(qū)域和側鉆中)，以及控制和緊急關井系統(tǒng)。這一全面的包支持自動化和優(yōu)化水庫或地方一級的目標開發(fā)，以及獨立或遠程控制操作。
目前，俄羅斯和外國運營商在實施這項技術方面進展緩慢但積極。這是由于新的海上和偏遠油田的開發(fā)具有挑戰(zhàn)性的地質、難以回收的儲量和資產，需要創(chuàng)新的方法——超越傳統(tǒng)的鉆井和建筑作業(yè)。在俄羅斯大陸架(鄂霍次克海、里海和巴倫支海)生產碳氫化合物的公司目前正在開發(fā)具有特定設計特征的“智能”井。
雖然目前復雜智能完井的數(shù)量可能有限，但大多數(shù)油氣生產商已經在使用這種方法的簡化版本:安裝井下監(jiān)控系統(tǒng)，包括壓力和溫度傳感器、分布式和分布式/點溫度剖面和井下流量計，
見圖2所示。
并且在某種程度上被在俄羅斯聯(lián)邦開展開發(fā)活動的大多數(shù)主要石油和天然氣公司所使用。由于易開采油氣儲量的枯竭，以及越來越多位于難以到達區(qū)域的新油田的開發(fā)需求，為了保持所需的生產水平，有必要改變油田開發(fā)方法，這一點變得越來越明顯。解決方案的關鍵要素之一是引入智能完井系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許在油井的整個使用壽命期間對油井運行進行監(jiān)控和控制，從而實現(xiàn)持續(xù)的開發(fā)優(yōu)化。
2.是否有可能提高這項技術的應用程度，增強其在俄羅斯的潛力？
韋瑟福德:技術采用的程度取決于幾個關鍵因素，這些因素將決定實施什么類型的智能系統(tǒng)。這些因素包括:目標；復雜程度；考慮到井施工和設計的工程、技術和地質條件，實施選定完井系統(tǒng)的可行性；成功運營所需的進口設備和高質量組件的成本；石油價格；制裁政策；進口替代政策；
俄羅斯供應商提供智能完井服務的能力有限。如果條件有利，如果我們成功克服了某些技術挑戰(zhàn)和預算限制，那么這項先進技術在俄羅斯的潛力可以大大增加。
哈里伯頓:我們當然有自己的特點，例如氣候條件、引進這些技術所需的現(xiàn)有基礎設施的可用性，以及參與設備操作過程的人員的技術設備。然而，所有這些都不是智能完井引入的不可克服的障礙。越來越多的石油和天然氣公司對該解決方案應用后的可靠性和效率深信不疑。如果最初只允許監(jiān)測生產井的單個參數(shù)的系統(tǒng)被引入，現(xiàn)在操作者引入允許監(jiān)測整個井及其單個井段的操作參數(shù)的系統(tǒng)。下一個發(fā)展階段將是智能領域的建設。俄羅斯市場肯定有很大的潛力，哈里伯頓打算最積極地參與其開發(fā)，從而增加其在智能完井領域的份額。
3.俄羅斯的技術成本高得令人望而卻步嗎？智能完井提供了哪些節(jié)約成本的可能性？
韋瑟福德:技術本身是靈活的。通過智能方法完成的井的成本和生產結果在很大程度上取決于其組件的制造質量。
韋瑟福德提供了一個具有競爭力的系統(tǒng)，該系統(tǒng)配有永久性井下監(jiān)控系統(tǒng)，其使用壽命涵蓋了油井的整個使用壽命；電子系統(tǒng)，從基本到多區(qū)；和多邊結構。這種集成式封裝實現(xiàn)了高精度的遠程連續(xù)操作，并且沒有任何操作干擾，從而顯著降低了操作員的維修費用、人工、操作人員和設備。
哈里伯頓公司:這個問題的答案和在每個特定情況下引入智能完井的可行性的確定需要綜合的方法和來自運營商和服務公司的廣泛專家的參與。通過引入該系統(tǒng)，您可以獲得廣泛的實時信息，并能夠在作業(yè)過程中控制每個井段，而無需修井，從而節(jié)省時間并顯著降低修井過程中不可避免的風險。從一組井中獲得的信息可以集中起來，不僅用于當前的優(yōu)化，還可以用于油田開發(fā)的短期規(guī)劃，以提高總累積產量和采收率。此外，該技術將允許通過暴露多個沉積物的井中的地層的化學劑注入的最佳分布來提高注水系統(tǒng)的效率。此外，有必要考慮到，如果沒有智能完井，有效開發(fā)多個油藏實際上是不可能的。因此，不管成本有多高，使用這項技術將最大限度地提高公司提供高效生產的能力。
哈里伯頓:我們當然有自己的特點，例如氣候條件、引進這些技術所需的現(xiàn)有基礎設施的可用性，以及參與設備操作過程的人員的技術設備。然而，所有這些都不是智能完井引入的不可克服的障礙。越來越多的石油和天然氣公司對該解決方案應用后的可靠性和效率深信不疑。如果最初只允許監(jiān)測生產井的單個參數(shù)的系統(tǒng)被引入，現(xiàn)在操作者引入允許監(jiān)測整個井及其單個井段的操作參數(shù)的系統(tǒng)。下一個發(fā)展階段將是智能領域的建設。俄羅斯市場肯定有很大的潛力，哈里伯頓打算最積極地參與其開發(fā)，從而增加其在智能完井領域的份額。
3.俄羅斯的技術成本高得令人望而卻步嗎？智能完井提供了哪些節(jié)約成本的可能性？
韋瑟福德:技術本身是靈活的。通過智能方法完成的井的成本和生產結果在很大程度上取決于其組件的制造質量。
韋瑟福德提供了一個具有競爭力的系統(tǒng)，該系統(tǒng)配有永久性井下監(jiān)控系統(tǒng)，其使用壽命涵蓋了油井的整個使用壽命；電子系統(tǒng)，從基本到多區(qū)；和多邊結構。這種集成式封裝實現(xiàn)了高精度的遠程連續(xù)操作，并且沒有任何操作干擾，從而顯著降低了操作員的維修費用、人工、操作人員和設備。
哈里伯頓公司:這個問題的答案和在每個特定情況下引入智能完井的可行性的確定需要綜合的方法和來自運營商和服務公司的廣泛專家的參與。通過引入該系統(tǒng)，您可以獲得廣泛的實時信息，并能夠在作業(yè)過程中控制每個井段，而無需修井，從而節(jié)省時間并顯著降低修井過程中不可避免的風險。從一組井中獲得的信息可以集中起來，不僅用于當前的優(yōu)化，還可以用于油田開發(fā)的短期規(guī)劃，以提高總累積產量和采收率。此外，該技術將允許通過暴露多個沉積物的井中的地層的化學劑注入的最佳分布來提高注水系統(tǒng)的效率。此外，有必要考慮到，如果沒有智能完井，有效開發(fā)多個油藏實際上是不可能的。因此，不管成本有多高，使用這項技術將最大限度地提高公司提供高效生產的能力。
4.“智能”井對操作員有什么好處？
韋瑟福德:一個關鍵的智能完井工具是一個永久性的井下監(jiān)測和控制系統(tǒng)，它提供長時間的高精度監(jiān)測(長達25年！)。這個組件在智能完井中是非常必要的，大多數(shù)運營商已經享受到了它的好處。
首先，配備監(jiān)控系統(tǒng)的“智能”井使操作員能夠降低運營成本、優(yōu)化生產和管理整個油田。井數(shù)越多，經濟效果越大。
哈里伯頓:使用智能完井，運營商獲得了許多各種各樣的好處。生產率的提高非常重要，并提供財務優(yōu)勢和最大的投資回報。操作員還可以獲得額外的能力來評估生產地層，從而優(yōu)化生產和注水系統(tǒng)。其他重要優(yōu)勢包括幾個地層的生產、層段隔離、不同層段的生產率控制和人工舉升效率的提高。例如，使用井下溫度和壓力監(jiān)測系統(tǒng)，可以優(yōu)化電潛泵的運行模式，分析壓差和流量。在暴露幾個地層的注水井中，使用監(jiān)測和控制注入每個地層的系統(tǒng)，可以顯著提高注水系統(tǒng)的效率，降低高滲透率地層過早見水的風險，并消除低滲透率地層中的低空隙率替換。
5.在現(xiàn)有油田實施智能完井是否可能？發(fā)生在俄羅斯還是全世界？為什么是，或者為什么不是？
韋瑟福德:在現(xiàn)有油田實施智能完井取決于以下幾點:
1.現(xiàn)場開發(fā)階段，因為這里出現(xiàn)的第一個問題是關于此類系統(tǒng)要解決的任務；
2.儲層的地質和物理性質以及產出/注入流體的物理和化學性質；
3.位移/注射前沿的均勻性；
4.現(xiàn)場開發(fā)方法；
5.候選井和井口設計。
已經鉆井、完井和投產的油井帶來的挑戰(zhàn)是，智能完井系統(tǒng)中使用的更新、更先進的設備通常與原始油井設計不兼容。
其他因素包括:
1.完井方法(單級或雙級)；
2.安裝在單井、井場或整個油田的設備；
3.將新油藏或開發(fā)目標投入生產時的建井成本。
4.所有上述因素都與技術方面(一口井或一組井中的設備)和財務方面有關，因為它們將影響智能完井的經濟可行性和成本效益。操作員只有在考慮所有參數(shù)后，才能決定實施智能完井。
應該注意的是，基于各種壓力和溫度傳感器組合的數(shù)字和光學井下監(jiān)控系統(tǒng)正在全球范圍內積極實施，包括俄羅斯。這種系統(tǒng)既可以單獨使用，也可以作為各種井下泵送設備的一部分。
哈里伯頓:智能完井系統(tǒng)已被引入現(xiàn)有領域。在修井過程中，石油和天然氣生產公司可以決定轉換到智能完井系統(tǒng)，并比較未來的生產率，以及使用這些數(shù)據(jù)對生產地層進行更全面的評估。在某些情況下，在項目的初始階段，當操作員面臨突發(fā)事件或沒有獲得計劃的生產率時，智能完井的優(yōu)勢對操作員來說變得顯而易見。它可能是由開發(fā)過程中儲層性質的變化或許多其他問題引起的，這些問題的最佳解決方案可以通過智能完井來實現(xiàn)。目前，在俄羅斯和世界各地的許多成熟油田，隨著運營商開始認識到自己的優(yōu)勢，他們開始引入智能完井。
7.從“智能”井接收的數(shù)據(jù)的準確性是其性能的關鍵。如何將獲得的數(shù)據(jù)轉化為準確的信息供中控室使用？
威德福-Optimax智能完井公司
威德福:數(shù)據(jù)準確性取決于井下傳感器(數(shù)字、石英和光纖)的計量性能。高響應頻率(采樣頻率)，加上穩(wěn)定的讀數(shù)和高測量重復性，能夠將初始數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂剖?，而不會丟失任何數(shù)據(jù)。在控制和采集單元中直接數(shù)字化的數(shù)據(jù)，通過使用無噪聲編碼協(xié)議的數(shù)字通信信道進一步傳輸；這有效地防止了從油井傳輸?shù)街醒肟刂剖业闹匾僮鲗崟r數(shù)據(jù)的丟失。來自永久監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通常以高速率傳輸?shù)降谌降臄?shù)據(jù)采集和平均系統(tǒng)。
哈里伯頓:哈里伯頓智能完井系統(tǒng)不僅僅是設備，它們可以通過使用允許在新的水平上分析實時數(shù)據(jù)的硬件和軟件系統(tǒng)來執(zhí)行提高生產率和效率的顧問功能。哈里伯頓在工作中使用最先進的技術和設備。例如，ROC井下溫度和壓力監(jiān)控系統(tǒng)具有以下壓力測量參數(shù):誤差–滿量程的0.015%，可實現(xiàn)的分辨率–小于0.055千帕/秒，重復性精度–小于滿量程的0.01%，偏差–每年小于滿量程的0.02%。溫度測量還滿足最高要求:誤差–0.15℃，分辨率–小于0.005℃/秒，重復性準確度–小于0.01%，偏差–每年小于0.1℃。這些數(shù)字證實，使用我們的完井系統(tǒng)，運營商將獲得準確的數(shù)據(jù)，然后可用于生產過程優(yōu)化。此外，軟件過濾算法是智能現(xiàn)場實施框架內的決策空間生產軟件平臺用于對抗接收信號中的干擾，這些干擾在數(shù)據(jù)傳輸過程中不可避免地出現(xiàn)，并使有用信號失真。該平臺包括不同的功能模塊，允許為每個信號選擇過濾器，對輸入測量值進行綜合驗證，包括生成井下測量值的完整性和正確性指標，以進一步啟動自動程序，用于更新流入模型，以及在用無阻流量或電潛泵生產時油井舉升的相關性，
見圖3、4所示。
8.“智能”油井如何改變油井操作參數(shù)以提高其流量？
韋瑟福德:就單個案例或單井而言，智能完井不會對增產產生直接影響，因為它不是一種增產工具。此類系統(tǒng)旨在長時間保持高生產率(理想情況下為干原油)，通過隔離和從不同區(qū)域生產(無需任何額外的干預費用)，實現(xiàn)統(tǒng)一和最大的油藏生產水平。
關于油田內智能完井的井組和區(qū)塊，可以公平地說，智能完井通過穩(wěn)定和連續(xù)生產干原油和低含水率油來促進最大產量——接近油田開發(fā)項目中規(guī)定的最大采油系數(shù)。當然，如果在選擇候選井時沒有考慮到其他因素，如活躍底水或天然氣突破油田的水錐，要求隔離某些井段或側鉆，則不會出現(xiàn)明顯的復雜情況。即使在這種情況下，智能完井也能實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)，而不需要標準完井的額外干預。
油井性能的所有變化都由永久性井下監(jiān)控系統(tǒng)記錄，該系統(tǒng)檢測井下參數(shù)的變化和分支井的生產異常。審查這些變更并采取相應的措施。
哈里伯頓:使用智能完井系統(tǒng)提供了對儲層的全面了解，以及通過改變特定的井下設備參數(shù)來提高油氣采收率的機會。這兩個優(yōu)勢是產量最大化的關鍵。除了上述優(yōu)點之外，還必須考慮設備可靠性、信息準確性、對多種井下參數(shù)和條件的理解和控制，這些因素共同使產量最大化。因此，智能完井能夠提高產量。
9.您為運營商提供哪些“智能”油井解決方案？
韋瑟福德:目前，韋瑟福德提供從最簡單到最復雜的各種完井工具，可最大限度地降低成本、降低風險并優(yōu)化生產。我們的公司不是根據(jù)新的和更具挑戰(zhàn)性的條件調整舊技術，而是提供一流的高性能技術和解決方案組合。
為了達到運營商設定的目標，威瑟福德采用了一種綜合的完井方法，包括油井施工和完井專家之間的合作。
我們提供廣泛的永久性井下監(jiān)控技術，包括OmniWell系統(tǒng)。OmniWell在油井壽命期間提供實時油藏監(jiān)測。該系統(tǒng)包括幾種類型的解決方案和監(jiān)控:
1.nGAUGE–光學和石英壓力計/溫度計，額定壓力為30，000磅/平方英寸/206兆帕，最高溫度為572華氏度/300攝氏度；其也被廣泛用作分離的
標準監(jiān)控任務系統(tǒng)；
2.熱-光學和分布式多點布拉格光柵傳感器作為熱監(jiān)控的通用解決方案；
3.nPhase–可配置用于單相、兩相和三相流量的全口徑井下光學流量計，安裝在油井的任何地方，無論其路徑如何；
4.nLINK–各種配置的電纜或光纜；
5.nFOrm–靈活的數(shù)據(jù)控制、采集、存儲和傳輸系統(tǒng)，適用于各種操作條件。
此外，我們還為兩階段完井提供監(jiān)控解決方案:IWWMC，一種用于防砂和礫石充填應用的井下光纖連接器/接觸(光學濕配合連接器)技術。
我們的產品包括射頻識別技術，這有助于減少旅行和干預的次數(shù)。我們幾乎所有的工具都與射頻識別技術兼容，這使得某些工具能夠遠程和選擇性地操作。編程的射頻識別標簽被簡單地放入井中，在那里它到達完井工具，并根據(jù)下載的程序修改其操作參數(shù)。
此外，我公司還開發(fā)了裸眼和套管井完井工具等多種井下智能完井技術。環(huán)空套管封隔器配有各種坐封機構和電纜及控制線通道，用于提高裸眼完井效率，以及流入控制裝置(ICD和AICD技術)；傳統(tǒng)的、高級的和可擴展的屏幕；礫石充填技術；各種設計的尾管懸掛器和封隔器(既有標準的，也有用于電纜和控制線的鉆孔)；外殼附件，包括滾輪保護器
reach wells等，
見圖5所示。
套管井完井技術包括:
Optimax安全閥-目前全球安裝了超過7，000個該系列的閥門；
各種改型的智能封隔器；
萬麗系統(tǒng)，用于在安全閥損壞或失效的情況下恢復井控；
OptiBarrier雙向機械射頻識別激活隔離閥；
用于氣舉井的UltraLift系統(tǒng)。
我們還提供管道運行解決方案，在作業(yè)的所有階段提供成本效益、安全性和油井完整性。
哈里伯頓:設計和引進智能完井的一個關鍵方面是可靠性，因此，除了普遍接受的行業(yè)標準之外，哈里伯頓還制定了自己的、通常更嚴格的標準，遵守這些標準可以為每個系統(tǒng)元件提供可靠性。此外，在制造和引進的每個階段，我們都使用特定的質量控制系統(tǒng)，不僅根據(jù)批準的計劃為客戶提供短期效果，還提供設備壽命，確保整體上實現(xiàn)預期效果。介紹過程完成后，在開發(fā)下一代智能完井解決方案和技術時，將考慮所有經驗教訓。這種提高可靠性的方法使我們成為市場上智能完井技術的領先供應商。
哈里伯頓智能完井可用于以下應用:
氣舉系統(tǒng)的自動控制
深井建設
水平井施工
分支井施工
多級水力壓裂
溫度和壓力監(jiān)控
一個或多個間隔流量控制
帶狀隔離
壓注化學溶液
所有上述技術允許運營商在全世界最困難的條件下增加累積產量，同時降低資本和運營支出。
10.談到前景，智能完井技術會在大多數(shù)新領域實施嗎？
韋瑟福德:這項技術的需求必須根據(jù)行業(yè)的現(xiàn)狀來考慮。為了創(chuàng)造積極的技術和經濟效果，簡單和復雜的智能完井必須從最初階段就納入設計。為智能完井選擇候選井的過程不僅僅是分析；這是一項艱巨的工作，需要建立復雜的模型并開發(fā)各種場景，以考慮油田開發(fā)期間產出流體、油藏和開發(fā)目標的變化特性。
因為很多智能井已經投產，我們積累了豐富的經驗。因此，在實施智能完井之前，該信息可以由幾方共同考慮——運營商、其設計院和將實施項目的服務承包商。
全球各種公司使用智能井技術；因此，有必要考慮每個供應商在這方面的能力，并評估所有可能的解決方案。這將消除選擇供應商和技術時不必要的限制。目前智能完井技術的特點是靈活性高:操作員可以選擇復雜的智能完井(即各種類型的多區(qū)域和多分支井)或帶有井下監(jiān)測系統(tǒng)的簡單組件，以方便儲層監(jiān)測。根據(jù)油田、開發(fā)方法和其他關鍵參數(shù)，可實施全油田完井作業(yè)，
見圖6所示，圖6為哈利伯頓-智能叢-俯視圖。
哈里伯頓:如果可能的話，大部分氣田和凝析氣田的開發(fā)應該從智能井的建設開始。在這種情況下，操作員在油藏開發(fā)的最初階段就獲得了油藏的所有必要信息。在發(fā)展的初始階段使用監(jiān)測系統(tǒng)的例子可以在亞馬爾地區(qū)以及庫頁島和里海的近海油井中觀察到。此外，通過正確使用獲得的信息，并考慮以不同模式操作油井的能力，運營商將能夠防止在開發(fā)后期可能出現(xiàn)的許多問題。還應注意的是，智能完井技術正在積極發(fā)展，隨著系統(tǒng)可靠性的提高，其制造和安裝所需的成本下降，這無疑對其引入前景產生了積極影響。成本優(yōu)化的一個很好的例子是由哈里伯頓公司開發(fā)的SmartPlex系統(tǒng)，該系統(tǒng)僅使用1條電氣線路和3條液壓線路就可以控制多達12個區(qū)域。根據(jù)設置深度，由于減少了液壓管線、地面設備和簡化的采油樹設計，該系統(tǒng)可將智能井施工成本降低30%，
見圖7所示。
烏拉爾·穆尼羅夫
威德福
烏拉爾·穆尼羅夫是烏法州立石油技術大學的畢業(yè)生。他5年前加入了威瑟福德。2011年，他開始了他的職業(yè)生涯，在諾亞布斯克分公司的生產優(yōu)化組擔任現(xiàn)場工程師；2013年，他被調到公司的莫斯科辦公室，擔任項目工程師一職。
烏拉爾在石油和天然氣行業(yè)擁有超過10年的經驗，專注于試井、多相流測量和地下油井監(jiān)測，
見圖8所示。
馬克西姆·卡爾波夫
哈利伯頓
馬克西姆·卡爾波夫于2002年畢業(yè)于莫斯科國立羅蒙諾索夫大學地質系。他在石油和天然氣行業(yè)的總服務年限超過15年，工作地域覆蓋俄羅斯、哈薩克斯坦和美國。馬克西姆在測試和完井方面有豐富的經驗，包括智能完井系統(tǒng)的應用。他目前擔任俄羅斯完井工具業(yè)務開發(fā)主管。
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