智能无线遥控分注系统的研究与应用

武继辉（中石化胜利油田分公司滨南采油厂，山东 滨州 252600）

申茂和（石油工程教育部重点实验室（中国石油大学（北京）），北京 102249）

随着油田开发技术的进步，深井、超深井、斜井、水平井所占的比例越来越大［1］，传统钢丝投捞、偏心测调配水工艺技术由于受到如生产状况、操作成本、作业周期等各种因素的限制，越来越不能满足分层注水的工作需要［2］。传统配水器中的水嘴孔眼大小是固定的［3］，在井下不能改变孔眼的大小，如需调整注水量，必须将该层所投的堵塞器通过投捞器捞到地面，更换不同尺寸的水嘴后再投到井下的偏心配水器中。投捞完成后一般要进行分层流量（吸水剖面）测试来检验配水效果［4］。

由于强度有限，钢丝无法满足深井、斜井、水平井等特殊井的起下要求，钢丝投捞工艺存在着较大的局限性。笔者介绍的智能无线遥控分注系统，通过一趟管柱就可以完成注水调配功能，并能从地面遥控改变井下各层的配注量。不但满足常规直井注水调配的要求，同时可解决深井、斜井、水平井的分层注水调配难题。

1 技术介绍

智能无线遥控分注系统管柱结构见图1，用封隔器将井下管柱对应的各注水层段分隔开，每一个对应生产层段安装一套智能配水器。注水调配时，根据工作需要，使用配套的脉冲发射器，可通过在地面施加压力脉冲信号遥控地下的智能配水器。

智能无线遥控分注系统的核心为内置的智能配水器，图2为结构示意图。智能配水器外形与传统配水器一样，有正常的注水通道，内部由流量传感器、可调水嘴、调节机构和控制系统组成。其中控制系统由微处理器、控制电路、电机、高容量耐温电池等构成，能够接收地面发送的脉冲指令，并能按指令要求调整水嘴大小，从而实现分层测调的目的。

图1 智能无线遥控分注系统管柱结构图

图2 智能配水器结构图

注水调配时，发送压力脉冲信号将各层位的配水量以编码指令形式传递到井下，井下接收到信号解码后，控制电机进行相应动作，同时不断从流量传感器读取流量数据，根据实时流量与配水量的差异自动调整水嘴大小，使流量与预设配水量相等，完成调测任务 。

2 技术特点

管柱结构与常规注水管柱类似，且调配过程中无需起下任何井下工具，施工安全性高。整个调配过程，起下一次生产管柱即可，通过相应的压力脉冲指令完成调配工作。理论上讲分层数量不受限制，考虑实际生产工艺限制，分层注水层位最多不要超过4层，基本可以满足注水工作需要。由于不像传统注水工艺那样需要通过钢丝投捞，也不用通过电缆起下仪器，系统还可应用于除常规垂直井之外的大斜度井、水平井、多分支井等复杂井况。

3 技术指标

智能配水器外径114mm；最高工作温度125℃；最高承压70MPa；有效调节时间18个月；适应井深5000m；适应井斜0～90°；流量调节范围0～250m3／d，精度±8%。

4 应用实例

某井为一口注水井，根据地质设计，补孔后分注，由于该井最大井斜达到42.15°，传统的偏心配水方案难以确保工艺成功，决定对该井实施智能遥控分层配水施工。

施工步骤：①起原井管柱；②通井，刮管；③冲砂，洗井；④下遥控分层配水管柱，封隔器坐封；⑤安装井口，正注水5d；⑥按照配注要求，遥控调配分层注水量；⑦生产一段时间后，根据生产需要，再次调配。

根据此注水井地质设计要求，分两层注水，注水压力27MPa，注入量80m3／d，每层设计注水量40m3／d。施工期间，上井调配2次，随后测井公司对该井下入电磁流量计进行分层流量测试，测试结果为上层流量43m3／d，下层流量37m3／d。考虑到流量计本身的误差，调配结果符合现场工作要求，达到了预期的目标。

5 结论

1）智能无线遥控分注技术已经形成专利技术，经过多年现场试验与研究，能够达到现场多层注水的调配要求。

2）智能无线遥控分注技术提供了常规技术之外的分层注水方案，现场应用已经取得了良好的效果。

3）智能无线遥控分注技术不但满足常规直井注水调配的要求，同时可解决深井、斜井、水平井的分层注水调配难题。

［1］武继辉，贾岩，李强 .智能分采分测技术在林樊家油田中的应用 ［J］.石油天然气学报（江汉石油学院学报），2013，35（3）：372～373.

［2］伍朝东，李胜，谢小辉 .井下智能找堵水分层开采技术 ［J］.石油天然气学报（江汉石油学院学报），2008，30（3）：376～378.

［3］Jack Angel，王金旗，孟金焕 .智能井系统——发展现状与趋势 ［J］.国外油田工程，2004，20（2）：23～25.

［4］杜香芝，李俊玲 .智能井下开关器在试油中的应用 ［J］.石油机械，2001，29（8）：50～51.