油田注水井智能監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用探討

高衛(wèi)東(中國(guó)石油吉林油田公司乾安采油廠作業(yè)管理科， 吉林 松原 138000)

在油田的深入開發(fā)中，注水井的發(fā)展越來越快，注水井所占比例不斷加大，科技的不斷發(fā)展和數(shù)字化的普及，基于數(shù)字化技術(shù)研制諸多井下信息監(jiān)測(cè)和控制的信息系統(tǒng)，另外對(duì)無線通訊電路和電池充電電路等輔助電路進(jìn)行了全面的設(shè)計(jì)，從而從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了測(cè)量調(diào)控的工藝參數(shù)的地面回放和井下電池充電管理的功能等功能。對(duì)于模糊PID控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)從而提高流量的調(diào)整時(shí)間。

1 油田注水井智能監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)

直讀性：智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中經(jīng)過設(shè)計(jì)后測(cè)試過程可視化，通過直觀的觀察能夠準(zhǔn)確判斷調(diào)配過程中水量的變化過程和趨勢(shì)，從而直接對(duì)調(diào)配過程起到直接指導(dǎo)，避免了一些問題，有效的減免了無效測(cè)試，提高了測(cè)試調(diào)配的成功率。

繼承性：油田注水井的智能監(jiān)控系統(tǒng)繼承了常規(guī)注水工藝技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在保持執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試技術(shù)的管理情況下，儀器投撈技術(shù)得到了保持，并且投撈的測(cè)試工藝能夠通用，可以由基層測(cè)試隊(duì)獨(dú)立完成。

準(zhǔn)確性：油田注水井的智能監(jiān)控系統(tǒng)相對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)試來講更降低了測(cè)試誤差，在技術(shù)上使用單層獨(dú)立測(cè)試替換常規(guī)遞減法，使得單層合格水量誤差由20%降低到15%以內(nèi)。

適應(yīng)性：新的智能監(jiān)控系統(tǒng)可以全自動(dòng)運(yùn)行，完全無需人工的參與，其中采用了地面回放的方式對(duì)全程的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控調(diào)配，并且嚴(yán)格按照配注量進(jìn)行，為油田的開發(fā)實(shí)施和調(diào)整提供了可靠的依據(jù)。

2 油田注水井智能監(jiān)控的工作原理及應(yīng)用

油田注水井的分層流量電動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)主要由地面儀器和井下儀器組成，其中井下儀器主要負(fù)責(zé)完成的是井下的測(cè)調(diào)功能，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來說是極為重要的部分，井下儀器主要由五個(gè)部分，其中包括：傳感器部分、測(cè)調(diào)控制線路、調(diào)節(jié)部分、測(cè)量與通信線路和機(jī)械部件。相對(duì)而言，地面儀器與井下儀器不同，主要是負(fù)責(zé)對(duì)井下儀器采集到的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)的分析處理，并且負(fù)責(zé)井下儀器的供電控制等工作內(nèi)容。

①有關(guān)注水井的井下同步動(dòng)態(tài)測(cè)調(diào)系統(tǒng)工作大致由以下幾個(gè)步驟組成，首先要通過流量的測(cè)量步驟對(duì)經(jīng)過偏心配水器水嘴的流量進(jìn)行測(cè)量并反饋到比較單元的部分，其次比較單元的功能就是要對(duì)反饋數(shù)據(jù)的流量值與方案中的陪注流量值進(jìn)行科學(xué)分析比較，之后將出現(xiàn)的偏差結(jié)果進(jìn)行反饋，反饋數(shù)據(jù)直接到達(dá)運(yùn)算通訊單元；通過調(diào)整堵塞器開口開度從而對(duì)各個(gè)分層流量大小進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)節(jié)和控制工作。

井下同步動(dòng)態(tài)測(cè)調(diào)系統(tǒng)的主要功能包括：最基本的能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)井下流量、壓力、溫度信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控；并且實(shí)現(xiàn)了工作模式進(jìn)行中的雙向切換，在自動(dòng)模式不能完全達(dá)到的時(shí)候可以切換人工模式，從而對(duì)層段流量進(jìn)行直讀式實(shí)時(shí)流量調(diào)配；在自動(dòng)模式下更大的解放了人力,最后還能夠?qū)φ麄€(gè)調(diào)配進(jìn)行記錄和保存，能夠在之后方便的查閱和分析。

②現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集主要是使用單片機(jī)進(jìn)行，數(shù)據(jù)的采集完畢之后將數(shù)據(jù)定時(shí)發(fā)送到GPRS模塊,之后的數(shù)據(jù)自動(dòng)發(fā)送到控制中心并且由控制中心進(jìn)行科學(xué)的分析和控制，GPRS同時(shí)要接收調(diào)度中心的指令并進(jìn)行工作，GPRS通信模塊通過單片機(jī)和接線端的鏈接，能夠保證在GPRS收到單片機(jī)的數(shù)據(jù)之后直接自動(dòng)進(jìn)行科學(xué)的分析處理并傳遞到控制中心，最終到達(dá)數(shù)據(jù)庫(kù)的服務(wù)器；不僅如此，GPRS的通信模塊也會(huì)發(fā)送給單片機(jī)，從而更好的進(jìn)行數(shù)據(jù)的交流和分析。

③控制中心?？刂浦行牡闹饕饔檬菍?duì)數(shù)據(jù)的讀、寫命令進(jìn)行收發(fā)，把油井內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳送，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存和分析，進(jìn)行數(shù)據(jù)的詳細(xì)處理，再將數(shù)據(jù)結(jié)果傳送至現(xiàn)場(chǎng)，機(jī)器接收指令進(jìn)行工作。

④注水井的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)注水參數(shù)經(jīng)過處理和液晶的顯示，對(duì)于工作人員來說控制更為準(zhǔn)確，對(duì)于注水工藝中人工操作產(chǎn)生的誤差得到了更好的解決，并且通過智能的監(jiān)控，一旦注水井干線壓力低于啟動(dòng)壓力的時(shí)候，注水井的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)關(guān)閉，因此減少了地層出砂等問題，更好的保障了工作的安全，注水井的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于注水井的注入壓力以及操作安全等都起到了很好的保障。

⑤油田的注水井設(shè)計(jì)范圍非常廣，并且工作點(diǎn)較多，在地理位置上來說較為分散，對(duì)于油田電網(wǎng)來說，傳統(tǒng)的電網(wǎng)向單井RTU供電的方式中，線路的架設(shè)長(zhǎng)度大、投資高，對(duì)于油田企業(yè)的效益有很大的影響。油田注水井智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)根據(jù)注水井井口RTU用電負(fù)荷小,相對(duì)傳統(tǒng)方式可靠性要求更高，并且對(duì)于太陽能的發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行了研究利用，對(duì)于溫差的問題進(jìn)行了溫度補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置，常用的供電系統(tǒng)中蓄電池一般為鉛酸電池。蓄電池還可以將太陽能電池板的電能進(jìn)行儲(chǔ)存，在需要的時(shí)候釋放利用。

3 結(jié)語

油田注水井的智能監(jiān)測(cè)是發(fā)展趨勢(shì)，是一種低成本、高可靠性的測(cè)控方案。在油田注水井的檢測(cè)工作中我們已經(jīng)取得了成績(jī)，但仍存在不足，我們要以現(xiàn)有的基礎(chǔ)不斷的研發(fā)和提高油田的自動(dòng)化水平和生產(chǎn)效率,更好的保證能源的供應(yīng)。

[1]姚海蘭.基于模糊自適應(yīng)PID的油田注水井智能監(jiān)控系統(tǒng)研究[D].燕山大學(xué),2011.

[2]高健,曲昌學(xué),岳雷,殷文革,王威.智能監(jiān)控技術(shù)在油田注水井上的應(yīng)用[J].石油鉆探技術(shù),2003,06:61-62.