【石油科技】哈里伯顿AICD 究竟如何实现“智能化”控水？

来自 | Halliburton

编译 | 王苏涵 濮御

摘要  哈里伯顿智能流入控制装置(AICD)通过采用新型的流径和通道设计来识别并控制液体的流动，该系统具备自动化的运行特性和耐腐蚀耐堵塞的配件，通过限制水和气的流量来延缓储层的见水/见气情况，使油田的开采量达到最大化。

在开发狭窄的含油地层时，水平井能够使产油带的泄油面积达到最大化，而深受运营商的青睐。然而，随着生产的进行，会导致一些不需要的气体/或水运移到井筒中，或者由于油管内压降而造成不均衡的产液分布时，运营商就会采用哈里伯顿EquiFlow智能流入控制装置（AICD），在延迟和减少水/气等有害流体进入水平井的同时，还能够平衡井段内的产量。

EquiFlow AICD是哈里伯顿的新一代流量控制设备（ICD），该装置采用了创新型的动态流体技术来识别流经设备的流体，从而使产油量达到最大化。采油过程中，AICD的工作原理类似于一个被动的ICD设备，但却能在油井生产见水时限制水和气的产量，最小化水侵和气侵风险。它采用固定部件，不需要井下定向，主要利用流体的动态特性来调节流动。

AICD技术利用了系统设计的流径和通道来控制流体流动。更确切的说，包括三个独立的动态流体组件：一个黏度选择器、一个流量开关和一个限流器，共同发挥作用，使流体受限或不受限制地流动。

黏度选择器主要是基于流动通道系统中流体黏度、密度和速度参数，通过对流经AICD的流体进行“识别”，然后将所有流量划分到两个流动通道。基于流体选择器至流量开关（流动岔路口）的输出结果， 根据流体的性质将大部分被选择的流体引导至一或两条分开的流动通道。最后，限流器限制了多余的流体（气/或水）流入井筒，同时几乎会影响到所需要的流体产出。

EquiFlow AICD是一种被动式流入控制局限性设计的简易、高性价比解决方案，用于实现油层动态效果最大化，最大限度减小非期望流体产出量，并通过简约化设计增加了装置的可靠性。

EquiFlow AICD没有采用任何易损耗性移动部件、电子仪器和弹性材料，在全井生命周期内保证了最强的可靠性。该装置已经通过了严格的腐蚀和淤泥堵塞测试。

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究竟什么实现了ICD的真正智能化？

▲上图：不使用AICD装置的裸眼井，含水量>95%；下图：使用AICD装置的井眼，含水量<50%。

仅仅声称ICD（流入控制装置）是自动的，这不能说明它就真的是智能的。将多个管口放在一串并不能使一个ICD实现完全自动化，它必须能够实现更多的功能。为了实现自动化，装置内的流动通道必须是实际上能够变化的。这可以利用移动部件或流控技术来实现，但如果流径不能改变，就不能称之为自动化。

智能ICD具备在无需操作者采取任何动作的情况下，根据井内条件变化进行响应的能力。当不合要求的流体进入井内时，该区域的ICD自动改变流体流入内部的流动通道，从而产生一个很大的流动限制，但是其他产层会保证低限制下的持续性生产作业。

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EquiFlow AICD的优势

1.最大化最终采收率；

2.简约化设计增强了可靠性；

3.最小化非期望产液量；

4.有助于减少非期望产液相关成本和风险；

5.延缓不合要求的水或气起始生产时间。

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EquiFlow AICD的特点

1.自动运行；

2.没有任何移动部件、电子仪器或与地面的连接；

3.不需要任何调停作业或井下定位作业；

4.如果非期望流体退回则会中止流体限制；

5.设计有助于产油，同时限制气/水产出；

6.利用创新型动态流体技术调节流体流动；

7.在见水/见气前与常规的ICD功能相同；

8.每个设备都具有独立的功能，能够对储层作出精确响应。

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适用范围

EquiFlow AICD设计的目的旨在通过延缓完井高产储层段内非期望流体的产出时间，来提高完井效果和效率。一旦见水或者见气，AICD能够明显限制非期望流体的产出，可以增加完井储层段内其他部分的产油量。

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▲左图：区域见水后流体流入ICD完井装置的情况；右图：EquiFlow AICD装置明显减少水的进入量，同时提高了原油产量。

该装置是作为完井管柱的一部分进行组装，并对长水平储层段或储层渗透率变化很大等需要平衡产量的井具有很大的帮助。通常应用于具有“跟趾效应”、见水/见气、渗透率差异明显的井和其他水/气问题的水平或层状储层。

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案例研究：减少作业人员的干预实现减缓水流动

EquiFlow智能流入控制装置帮助Repsol（西班牙国家石油公司——雷普索尔或者莱普索尔）多采出了21000桶油，同时减少了34%的产水量，增加了16%的原油开采量，并取得了很大的投资回报率。

Ecuador（厄瓜多尔）的Repsol有一块稠油油藏，在最初几周内产水率高达90%。为了采出更多的油，Repsol曾寻求能够延缓见水的方法。哈里伯顿在2012年开始为Repsol配置新一代智能流入控制装置（AICD）。EquiFlow AICD不需要任何移动部件，并已在实验室流体测试中证明了仅仅通过改变流体性质，它就能够减少50%的产水量。实验同时证明，黏度更小的流体在通过仪器时花费的时间更长、路线更曲折，而相比之下，油通常会选择短而直接的路线。

EquiFlow AICD在井内的分布能有助于平衡指端到跟端的整体压力，并补偿储层渗透率的局部差异。如果没有AICD，水就会不均匀地增加，最终在最容易渗水的地方突破，并滞留在其他储层中。AICD帮助延缓见水，直到井内的油已经尽可能多地被开采出来为止。最终见水时，AICD通过在油层内产生更大的限制来改变流体流动特性。这就能从其他产层内采出更多的原油。

EquiFlow AICD是作为一个系统发挥整体作用。放缓高含水产层段开采量的同时，转而促进了相邻高含油产层的产量。以往生产作业表明，相对于独立筛管井300天的产量，EquiFlow AICD帮助Repsol公司多采出了21000桶稠油。

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