در چاه­های قدیمی و متداول، وسایل ضروری برای استخراج هیدروکربن عبارتند از شیرهای محدودکنندة جریان سیالات، غربال و سرند برای جلوگیری از ورود شن به چاه وکلیة اتصالات و مجرابند­هایی که برای تثبیت چاه استفاده می­شوند. با استفاده از چاه­های قدیمی، تمام سیالات نفت و گاز و آب با هم استخراج شده و سپس روی زمین از هم جدا می­شوند.

چنانچه مشکلی در چاه وجود داشته باشد، نمود آن را تنها می­توان در سطح زمین و با مشاهدة مواردی چون مقدار زیاد آب یا شن دید. اما چاه­های هوشمند از شرایطی کاملاً متفاوت برخوردارند. این چاه­ها در ساده­ترین شکل خود دارای حسگرهایی هستند که بلافاصله آنچه را که در درون چاه اتفاق می­افتد، نشان می­دهند. برای استفاده حداکثر از این وسایل،‌ مکانیزم­های بازخورد پاسخگوی شرایط متغیر هستند. مسیرهایی را که در اعماق چاه کار گذاشته می­شوند، می­توان جهت کنترل جریان یا قطع تولید تنظیم کرد.

پردازش سیالات را می­توان در اعماق چاه انجام داد و گاز و مایعات را با وسایل خاصی که بدین منظور در چاه قرار دارد، از هم جدا کرد. با استفاده از چاه­های هوشمند، می­توان در یکی از سطوح، گاز استخراج کرد و همان گاز را بدون انتقال به سطح زمین، به سطح دیگر تزریق کرد و فشار مورد نیاز برای استخراج نفت را حفظ کرد.

میزان پیچیدگی مکانیزم­های کنترل نیز متفاوت است. اپراتور­­های سر چاه می­توانند به اطلاعاتی که از اعماق چاه می­رسد، پاسخ داده و وسایل را کنترل نمایند و یا اینکه سیستم­ها را به‌گونه­ای تنظیم کنند که دستگاه به‌طور خودکار و بدون دخالت انسان مستقیماً به شرایط متغیر پاسخ دهد.

در شکل ضمیمه، نمای ساده­ای از چاه­های هوشمند ترسیم گردیده است. با استفاده از دستگاه­های اندازه­گیری در این چاه­ها، می­توان دما، فشار و مقدار و نوع سیال استخراج شده را اندازه­گیری نمود. شیرها و سویچ­ها، مقدار سیالات تولید شده را کنترل می­کنند و استخراج را از یک سطح به سطح دیگر و یا از یک قسمت به قسمت دیگر منتقل می­کنند. ردیابی لرزه­نگاری نیز در درون چاه انجام می­گیرد و ارتباط بین لرزه­نگاری در سطح و درون چاه حفظ می­شود تا تشخیص حرکت سیالات دور از محیط اطراف گمانه امکان‌پذیر باشد.

اندازه­گیری از راه دور (انتقال علائم به سطح زمین) از کارهای مهمی است که با استفاده از چاه­های هوشمند میسر می­شود. در این قسمت با به کارگیری فیبرهای نوری و با سیستم­­های بی­سیم، فرمان­های لازم منتقل می­شوند.

با استفاده از چاه­های هوشمند و با صرف حداقل هزینة بهره­برداری، حداکثر میزان هیدروکربن­ از مخزن استخراج می­شود. استفاده از وسایل کنترل‌کننده و پردازش­گر درون چاه، باعث کاهش تجهیزات نصب شده در سطح زمین و نگهداری ضایعات در اعماق می‌شود که فواید زیست محیطی را نیز در بردارد. فناوری چاه­های هوشمند، انتقال کنترل‌شده سیالات مخزن را بین مناطق مختلف ممکن ساخته و قابلیت انعطاف­­ تولید را افزایش می­دهد همچنین با جداسازی گاز از نفت در درون چاه فشار مخزن ثابت نگاه داشته می­شود.

ارزیابی اقتصادی چاه­های هوشمند

فناوری مورد نیاز چاه­های هوشمند غالباً جدید، آزمایش نشده و گران به نظر می­رسد، اما بسیاری از این فناوری­ها از قبل موجود بوده و در عمل نیز آزمایش شده است. شرکت شل، در نقاط گوناگون جهان از جمله آمریکا، آفریقای شمالی،‌ خاورمیانه، استرالیا و برونئی با موفقیت از چاه­های هوشمند استفاده کرده است.

ارزیابی اقتصادی استفاده از این چاه‌ها برای هر میدان متفاوت است. اگر مقدار ارزش افزودة ناشی از تولید بیشتر باشد، استفاده از چاه‌های هوشمند مفید به نظر می­رسد، زیرا استفاده از چاه­های هوشمند علاوه بر افزایش بازده مخزن، باعث کاهش وسایل واسطه­ای مورد نیاز جداسازی­های اولیه نیز می­شود که این امر، خود باعث توجیه استفاده از این چاه­ها می­گردد. یعنی میادین دارای ذخایر بالاتر نفت در اولویت استفاده از این چاه­­ها قرار می­گیرند.

درمواردی، ارزش تولید ناشی از افزایش بازده مخزن، می­تواند به چندین میلیون دلار برسد که با توجه به آن، می­توان هزینة میلیون دلاری استفاده از این چاه­ها را تآْمین کرد.

استفاده از چاه­های هوشمند، رویکردی جدید در مدیریت تولید مخازن نفتی به شمار می­رود. ضمن اینکه، فناوری استفاده از این چاه­ها با گذشت زمان گسترده­تر و ارزان­تر می­گردد.

در آینده، چاه­های هوشمند جایگزین چاه­های معمولی می­گردند و عملیات چاه­ها به وسیله حسگرهای درون چاهی کنترل می­گردد. استفاده از این چاه‌ها، انقلابی در زمینة مدیریت تولید، کیفیت محصول به دست آمده و افزایش عمر مخزن به وجود خواهد آورد.