信息化油田注水井的智能測調(diào)分注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

郝麗麗(大慶油田第一采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所，黑龍江 大慶 163000)

0 引言

時(shí)代在不斷進(jìn)步，信息化油田也在不斷發(fā)展，對注水井分段進(jìn)行有效的測調(diào)技術(shù)，也在不斷深入的探索，逐漸加速了油田的注水管理系統(tǒng)往自動化前進(jìn)。過去傳統(tǒng)的注水井測試調(diào)節(jié)技術(shù)，只能對一口井進(jìn)行測定，看這口井的注水量大概是多少，然后對這口井的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并且根據(jù)地面的壓力，把虧損的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是大多數(shù)的井場地址都比較偏遠(yuǎn)。

1 注水井技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 油田注水技術(shù)在當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的問題

想讓油田的產(chǎn)量可以穩(wěn)定的增值，離不開注水這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用，并且注水技術(shù)對于油田的開發(fā)，有著重要的作用。在現(xiàn)在油田在不斷開發(fā)的過程中，每層之間的層內(nèi)矛盾逐漸增加，其中對于含油層中間的層間、層內(nèi)并且是平均質(zhì)地的油田，由于每一層地的特質(zhì)存在一定的不同。因此，每一層的吸水量也不同，并且水并不是按照一定比例滲進(jìn)油層，對于怎樣精確了解每一層的吸水量，以及對每一層實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的注水量，成了當(dāng)前油田注水技術(shù)研究的問題。同時(shí)，為了讓每一小層都可以實(shí)現(xiàn)比較精準(zhǔn)的注水，就需要對每一層進(jìn)行單獨(dú)注水，用比較常規(guī)的方法，對每一層進(jìn)行注水時(shí)，在層間就會有一些干擾注水的問題，這樣就需要對注入的水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到達(dá)到預(yù)期的水量目標(biāo)為止。如果每層的干擾物比較嚴(yán)重，就會導(dǎo)致水量的配注內(nèi)容無法有效完成，因此，選擇有效的注水技術(shù)是當(dāng)前注水方面存在的問題。

1.2 一邊測量一邊調(diào)配水

傳統(tǒng)的測量和配水同時(shí)進(jìn)行的方法，是把電纜放入井下面，然后調(diào)節(jié)測試的儀器，在第一層測試成功后，觀看調(diào)節(jié)水張開的大小，了解井下分層的注水量，同時(shí)也可以對注水量進(jìn)行有效的檢測，但是這種方法也有缺點(diǎn)。比如，在每次進(jìn)行測量調(diào)節(jié)的時(shí)候，大概幾小時(shí)就可以把流量的測試調(diào)節(jié)設(shè)備取出來，當(dāng)注水的水嘴一直固定在一個(gè)位置，納悶地層的壓力，或者注水產(chǎn)生的壓力有一定波動的時(shí)候，注水相關(guān)的工作筒沒有辦法自行調(diào)整，就會導(dǎo)致注水量不準(zhǔn)確。同時(shí)，這種操作只能在比較斷的時(shí)間對流量的使用進(jìn)行檢測，無法進(jìn)行長時(shí)間檢測；并且，在流量分層需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的時(shí)候，必須要先把地層的注水完成，才可以對上面進(jìn)行調(diào)節(jié)，工序比較繁瑣；而且，如果需要調(diào)節(jié)水嘴，那么斜度比較大的井和水平井無法有效對接。

1.3 地面上進(jìn)行打壓測調(diào)配水

在地面上進(jìn)行打壓，然后測量調(diào)節(jié)注水量的方法，這種比較新型測量調(diào)節(jié)配水的方法由一個(gè)石油公司發(fā)現(xiàn)，這個(gè)配水方法每一層都配備一個(gè)比較智能的配水器，然后在配水器的上下都進(jìn)行封閉隔離，配水器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中并沒有設(shè)置流量計(jì)，每一層的注水量是有地面上的打水壓進(jìn)行控制，然后再由地面對井內(nèi)的配水器下發(fā)指令，井下每一層都能自動保存，對流量表也可以自行調(diào)整。但是也存在一些缺點(diǎn)。比如，通過對地面注水量的多少進(jìn)行觀察，然后調(diào)整注水量的流量，這樣的分注的精確度會低一些；并且，用打水壓的方式對配水器的狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，這樣調(diào)整的時(shí)間會比較長，且成功的幾率不高；而且，這種技術(shù)只能讓地面對井下進(jìn)行單項(xiàng)信息的傳送，沒有辦法真實(shí)監(jiān)測到注水的具體情況，還有井下面的實(shí)時(shí)狀況。

2 智能測調(diào)分注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 機(jī)器自動調(diào)測的功能

自動進(jìn)行測試調(diào)節(jié)的功能主要是，由控制器對井下安裝的配水器進(jìn)行自動控制并調(diào)節(jié)，上位機(jī)只需要給相應(yīng)的控制器傳送相關(guān)的調(diào)節(jié)命令，下面的控制器就可以自行進(jìn)入自動測試并對相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)。在進(jìn)行智能測試并調(diào)節(jié)工作時(shí)，先要設(shè)置相關(guān)的自動調(diào)節(jié)的信息，預(yù)先設(shè)置好需要的流量值，然后進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)系統(tǒng)的時(shí)間符合設(shè)置的時(shí)間時(shí)，就會開啟自動調(diào)節(jié)的功能。

首先，需要把目前這層的流量值讀出來，然后這個(gè)流量值和預(yù)先設(shè)定的流量值進(jìn)行對比，把中間的差值進(jìn)行計(jì)算，如果計(jì)算的絕對值超過預(yù)先設(shè)置的誤差值時(shí)，那么這一層的相關(guān)機(jī)器就要開始自行調(diào)節(jié)。在每次調(diào)節(jié)之后，機(jī)器就需要對當(dāng)前調(diào)節(jié)的流量值報(bào)出來，并且與設(shè)置的流量值進(jìn)行比較，直到調(diào)到預(yù)設(shè)的流量值，這一層的流量調(diào)節(jié)才會結(jié)束。不然，電機(jī)就會繼續(xù)調(diào)節(jié)，在電機(jī)連續(xù)調(diào)節(jié)5次之后，調(diào)節(jié)的流量值若還沒有達(dá)到預(yù)先設(shè)置的數(shù)值，那么電機(jī)就會自動放棄這層的流量調(diào)劑額，直接轉(zhuǎn)到下一層進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.2 測試靜壓功能的工作流程

靜壓測試主要是對壓力進(jìn)行不停的監(jiān)督測試，把被測試那一層的水嘴關(guān)緊之后，按照之前設(shè)定的測試日期，還有采取樣本的間隔空間進(jìn)行測試，對地層下面的壓力，還有整根管柱存在的壓力，以及對操作中的溫度進(jìn)行記錄，最后把采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，然后上傳到相關(guān)的系統(tǒng)中。這種工作模式只要是用上位機(jī)，把工作的相關(guān)內(nèi)容以及工作模式發(fā)送出去，讓相關(guān)的控制器在靜壓的測試中進(jìn)行工作，最后再由井下配水的相關(guān)設(shè)備，自動完成一系列的測試內(nèi)容。

在整個(gè)測試的設(shè)備里，設(shè)定一個(gè)要被測試的具體層位，還有進(jìn)行測試的時(shí)間，對于采集樣品的間隔可以按照各自的設(shè)備來設(shè)置，也可以直接選用系統(tǒng)默認(rèn)的采樣間隔，讓測試的機(jī)器可以依據(jù)設(shè)定的相關(guān)測試參數(shù)，對每一層進(jìn)行有效的靜壓測試，最后把測試所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，幫助專業(yè)的工作人員進(jìn)行及時(shí)的分析與處理，把測試靜壓功能的整個(gè)工作流程進(jìn)行分析。

2.3 對采集的信息進(jìn)行自動分析

機(jī)器的自動分析檢查功能，是上位機(jī)對每一層的運(yùn)行情況，進(jìn)行隨時(shí)隨地監(jiān)督檢查，如果設(shè)備中的某一個(gè)參數(shù)發(fā)生變化，比如設(shè)備中測量的溫度、設(shè)備的流量，以及相關(guān)設(shè)備的壓力發(fā)生變化，或者井下其中某一層的水嘴，在開到最大的時(shí)候，還是無法滿足預(yù)先設(shè)備的配注量。在這種突發(fā)情況出現(xiàn)的時(shí)候，相對應(yīng)的軟件設(shè)備會在主頁面進(jìn)行紅的感嘆號發(fā)出報(bào)警信號，進(jìn)行提醒并在軟件中記錄保存，幫助相關(guān)的工作人員進(jìn)行核對，并及時(shí)處理報(bào)警信息。

自動分析這項(xiàng)功能，是用上位機(jī)的軟件進(jìn)行操作，這個(gè)軟件對于目前所收集到的數(shù)據(jù)，還有近些年收集到的相關(guān)歷史數(shù)據(jù)，會進(jìn)行深入分析，對分析出有問題的數(shù)據(jù)會進(jìn)行記錄，并且在主頁面用紅色感嘆號進(jìn)行報(bào)警提醒。并且上位機(jī)中安裝的軟件，不僅會把出現(xiàn)的問題進(jìn)行分類，還會在報(bào)警的類型中表明是什么類型的問題，幫助管理人員可以及時(shí)查找相關(guān)的問題并快去解決。

2.4 對綜合報(bào)表進(jìn)行自動生成

自動生成綜合報(bào)表這個(gè)功能，是可以根據(jù)工作人員需要的日期進(jìn)行設(shè)定，設(shè)備會在設(shè)定日期臨到的時(shí)候，把綜合報(bào)表進(jìn)行自動生成，并且會把生成的具體數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，然后傳送到設(shè)備指定的服務(wù)器中。在這個(gè)生成的過程中，會把綜合報(bào)表自動生成的時(shí)間以24小時(shí)的方式進(jìn)行保存，把每天對每層的注水量進(jìn)行明顯的標(biāo)記，還有干線的壓力值進(jìn)行記錄，并且相關(guān)的工作人員會把這些值自行錄入，在綜合報(bào)表生成之前，提前在軟件中設(shè)置好。

同時(shí)，軟件自帶的程序會把報(bào)表的相關(guān)信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，根據(jù)井下每一層采集到的數(shù)據(jù)，還有每一層的注水量進(jìn)行綜合計(jì)算，在最后得出井口的注水壓力，并根據(jù)計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行分析，生成完整的綜合報(bào)表，幫助工作人員在工作中可以清楚了解工作的情況，同時(shí)測得的數(shù)據(jù)也會用井口兩邊的專業(yè)壓力表進(jìn)行傳送。

3 技術(shù)的相關(guān)操作與性能特點(diǎn)

3.1 相關(guān)測定控制系統(tǒng)的操作

在進(jìn)行地面測量調(diào)節(jié)時(shí)，測調(diào)器的內(nèi)部需要用專業(yè)的方法進(jìn)行標(biāo)記，并且是不在同一層的調(diào)配器要同時(shí)工作。地面的測調(diào)儀器主要是幫助完成供電，還有對一些設(shè)備的功能進(jìn)行控制，以及對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存等。地面測調(diào)儀器與軟件的操作要對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還有現(xiàn)場的控制進(jìn)行完善，并且地面相關(guān)的控制儀器要對井下每個(gè)層面存在的壓力，還有層面的壓力，以及相關(guān)的流量數(shù)據(jù)直接讀取和監(jiān)督測定，對于監(jiān)測所得的結(jié)果，在相關(guān)軟件上用曲線的方式進(jìn)行展示，并且要把測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。

對于供電的密封部分，電源需要與中間的纜芯相連接，電源的負(fù)極要與電纜外面那層鋼絲進(jìn)行連接，傳出的信號主要與供電的方式，是同一根電纜的纜芯。工作人員在對電纜進(jìn)行密封的時(shí)候，只需要一根纜芯就可以與電纜進(jìn)行對接，這種方式既方便又可靠；同時(shí)，電纜在進(jìn)行密封接頭的時(shí)候，電纜往里進(jìn)，測量調(diào)配的儀器要和密封的器具進(jìn)行接頭，高壓密封可以長時(shí)間保證電纜的密封性，在密封的過程中，要用多級的密封方法。

3.2 對井下測定調(diào)節(jié)的流量計(jì)

配水器的本體是，確保外徑與過流通過徑的尺寸，然后把流量計(jì)，還有相關(guān)的調(diào)水嘴等具有一定功能性的器件進(jìn)行合理的布局與加工。把這些具有一定功能性的器件進(jìn)行相關(guān)的模塊設(shè)計(jì)時(shí)，就可以方便整個(gè)物件的加工與生產(chǎn)，還有對相關(guān)物件的調(diào)劑和測試。由于配水器在進(jìn)行測量調(diào)節(jié)時(shí)，需要長時(shí)間在井下監(jiān)督測量流量的用量，因此，流量計(jì)的設(shè)計(jì)中不能有任何與運(yùn)動有關(guān)的部件，還要保證流量計(jì)在長時(shí)間使用的過程中，沒有出現(xiàn)被腐蝕的現(xiàn)象，同時(shí)流量計(jì)對所測的流量需要一定的精準(zhǔn)度，還有非常高的可靠性才可以。

目前市場中生產(chǎn)著各種各樣的井下流量器，但是每種流量器都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，并且對于在井下對配水器進(jìn)行測量和調(diào)節(jié)，這種比較特殊的使用環(huán)境，需要一種可以承受井下壓差的流量計(jì)。同時(shí)，井底下的壓差大小與流量計(jì)要有比較精確的數(shù)值關(guān)系，而且這種流量計(jì)要具有比較牢固的結(jié)構(gòu)，并且流量計(jì)的性能比較穩(wěn)定，可以在井下長期使用，并且不會有被腐蝕的現(xiàn)象，這種可靠性比較高的流量計(jì)，才可以在井下發(fā)揮有效的作用。

4 結(jié)語

綜上所述，對油田注水井使用智能測調(diào)分注系統(tǒng)，讓操作更加方便。用一個(gè)專業(yè)的儀器，就可以長時(shí)間檢測到井下面的溫度，注水時(shí)產(chǎn)生的壓力，以及地面對井產(chǎn)生的壓力，并且可以把統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)發(fā)送到地面上，逐漸讓采集的相關(guān)數(shù)據(jù)與專業(yè)的資料進(jìn)行同步，讓專業(yè)人員可以及時(shí)做出專業(yè)的決策，這樣的工作技能，不僅提高整個(gè)測試的工作效率，而且在整個(gè)測試調(diào)配中節(jié)約一部分人力與物力，幫助油田注水井的智能測調(diào)分注系統(tǒng)有更好的發(fā)展。