信息化油田注水井的智能测调分注系统设计

郝丽丽(大庆油田第一采油厂规划设计研究所，黑龙江 大庆 163000)

0 引言

时代在不断进步，信息化油田也在不断发展，对注水井分段进行有效的测调技术，也在不断深入的探索，逐渐加速了油田的注水管理系统往自动化前进。过去传统的注水井测试调节技术，只能对一口井进行测定，看这口井的注水量大概是多少，然后对这口井的相关数据进行采集，并且根据地面的压力，把亏损的情况进行调节，但是大多数的井场地址都比较偏远。

1 注水井技术的发展现状

1.1 油田注水技术在当前发现的问题

想让油田的产量可以稳定的增值，离不开注水这项技术的运用，并且注水技术对于油田的开发，有着重要的作用。在现在油田在不断开发的过程中，每层之间的层内矛盾逐渐增加，其中对于含油层中间的层间、层内并且是平均质地的油田，由于每一层地的特质存在一定的不同。因此，每一层的吸水量也不同，并且水并不是按照一定比例渗进油层，对于怎样精确了解每一层的吸水量，以及对每一层实现准确的注水量，成了当前油田注水技术研究的问题。同时，为了让每一小层都可以实现比较精准的注水，就需要对每一层进行单独注水，用比较常规的方法，对每一层进行注水时，在层间就会有一些干扰注水的问题，这样就需要对注入的水量进行调节，直到达到预期的水量目标为止。如果每层的干扰物比较严重，就会导致水量的配注内容无法有效完成，因此，选择有效的注水技术是当前注水方面存在的问题。

1.2 一边测量一边调配水

传统的测量和配水同时进行的方法，是把电缆放入井下面，然后调节测试的仪器，在第一层测试成功后，观看调节水张开的大小，了解井下分层的注水量，同时也可以对注水量进行有效的检测，但是这种方法也有缺点。比如，在每次进行测量调节的时候，大概几小时就可以把流量的测试调节设备取出来，当注水的水嘴一直固定在一个位置，纳闷地层的压力，或者注水产生的压力有一定波动的时候，注水相关的工作筒没有办法自行调整，就会导致注水量不准确。同时，这种操作只能在比较断的时间对流量的使用进行检测，无法进行长时间检测；并且，在流量分层需要进行调节的时候，必须要先把地层的注水完成，才可以对上面进行调节，工序比较繁琐；而且，如果需要调节水嘴，那么斜度比较大的井和水平井无法有效对接。

1.3 地面上进行打压测调配水

在地面上进行打压，然后测量调节注水量的方法，这种比较新型测量调节配水的方法由一个石油公司发现，这个配水方法每一层都配备一个比较智能的配水器，然后在配水器的上下都进行封闭隔离，配水器的内部结构中并没有设置流量计，每一层的注水量是有地面上的打水压进行控制，然后再由地面对井内的配水器下发指令，井下每一层都能自动保存，对流量表也可以自行调整。但是也存在一些缺点。比如，通过对地面注水量的多少进行观察，然后调整注水量的流量，这样的分注的精确度会低一些；并且，用打水压的方式对配水器的状态进行调整，这样调整的时间会比较长，且成功的几率不高；而且，这种技术只能让地面对井下进行单项信息的传送，没有办法真实监测到注水的具体情况，还有井下面的实时状况。

2 智能测调分注系统的设计

2.1 机器自动调测的功能

自动进行测试调节的功能主要是，由控制器对井下安装的配水器进行自动控制并调节，上位机只需要给相应的控制器传送相关的调节命令，下面的控制器就可以自行进入自动测试并对相应的设备进行调节。在进行智能测试并调节工作时，先要设置相关的自动调节的信息，预先设置好需要的流量值，然后进行调节，当系统的时间符合设置的时间时，就会开启自动调节的功能。

首先，需要把目前这层的流量值读出来，然后这个流量值和预先设定的流量值进行对比，把中间的差值进行计算，如果计算的绝对值超过预先设置的误差值时，那么这一层的相关机器就要开始自行调节。在每次调节之后，机器就需要对当前调节的流量值报出来，并且与设置的流量值进行比较，直到调到预设的流量值，这一层的流量调节才会结束。不然，电机就会继续调节，在电机连续调节5次之后，调节的流量值若还没有达到预先设置的数值，那么电机就会自动放弃这层的流量调剂额，直接转到下一层进行调节。

2.2 测试静压功能的工作流程

静压测试主要是对压力进行不停的监督测试，把被测试那一层的水嘴关紧之后，按照之前设定的测试日期，还有采取样本的间隔空间进行测试，对地层下面的压力，还有整根管柱存在的压力，以及对操作中的温度进行记录，最后把采集到的数据进行保存，然后上传到相关的系统中。这种工作模式只要是用上位机，把工作的相关内容以及工作模式发送出去，让相关的控制器在静压的测试中进行工作，最后再由井下配水的相关设备，自动完成一系列的测试内容。

在整个测试的设备里，设定一个要被测试的具体层位，还有进行测试的时间，对于采集样品的间隔可以按照各自的设备来设置，也可以直接选用系统默认的采样间隔，让测试的机器可以依据设定的相关测试参数，对每一层进行有效的静压测试，最后把测试所得的数据进行上传，帮助专业的工作人员进行及时的分析与处理，把测试静压功能的整个工作流程进行分析。

2.3 对采集的信息进行自动分析

机器的自动分析检查功能，是上位机对每一层的运行情况，进行随时随地监督检查，如果设备中的某一个参数发生变化，比如设备中测量的温度、设备的流量，以及相关设备的压力发生变化，或者井下其中某一层的水嘴，在开到最大的时候，还是无法满足预先设备的配注量。在这种突发情况出现的时候，相对应的软件设备会在主页面进行红的感叹号发出报警信号，进行提醒并在软件中记录保存，帮助相关的工作人员进行核对，并及时处理报警信息。

自动分析这项功能，是用上位机的软件进行操作，这个软件对于目前所收集到的数据，还有近些年收集到的相关历史数据，会进行深入分析，对分析出有问题的数据会进行记录，并且在主页面用红色感叹号进行报警提醒。并且上位机中安装的软件，不仅会把出现的问题进行分类，还会在报警的类型中表明是什么类型的问题，帮助管理人员可以及时查找相关的问题并快去解决。

2.4 对综合报表进行自动生成

自动生成综合报表这个功能，是可以根据工作人员需要的日期进行设定，设备会在设定日期临到的时候，把综合报表进行自动生成，并且会把生成的具体数据进行整理，然后传送到设备指定的服务器中。在这个生成的过程中，会把综合报表自动生成的时间以24小时的方式进行保存，把每天对每层的注水量进行明显的标记，还有干线的压力值进行记录，并且相关的工作人员会把这些值自行录入，在综合报表生成之前，提前在软件中设置好。

同时，软件自带的程序会把报表的相关信息进行标准计算，根据井下每一层采集到的数据，还有每一层的注水量进行综合计算，在最后得出井口的注水压力，并根据计算的结果进行分析，生成完整的综合报表，帮助工作人员在工作中可以清楚了解工作的情况，同时测得的数据也会用井口两边的专业压力表进行传送。

3 技术的相关操作与性能特点

3.1 相关测定控制系统的操作

在进行地面测量调节时，测调器的内部需要用专业的方法进行标记，并且是不在同一层的调配器要同时工作。地面的测调仪器主要是帮助完成供电，还有对一些设备的功能进行控制，以及对相关数据进行储存等。地面测调仪器与软件的操作要对实时数据，还有现场的控制进行完善，并且地面相关的控制仪器要对井下每个层面存在的压力，还有层面的压力，以及相关的流量数据直接读取和监督测定，对于监测所得的结果，在相关软件上用曲线的方式进行展示，并且要把测得的数据进行保存。

对于供电的密封部分，电源需要与中间的缆芯相连接，电源的负极要与电缆外面那层钢丝进行连接，传出的信号主要与供电的方式，是同一根电缆的缆芯。工作人员在对电缆进行密封的时候，只需要一根缆芯就可以与电缆进行对接，这种方式既方便又可靠；同时，电缆在进行密封接头的时候，电缆往里进，测量调配的仪器要和密封的器具进行接头，高压密封可以长时间保证电缆的密封性，在密封的过程中，要用多级的密封方法。

3.2 对井下测定调节的流量计

配水器的本体是，确保外径与过流通过径的尺寸，然后把流量计，还有相关的调水嘴等具有一定功能性的器件进行合理的布局与加工。把这些具有一定功能性的器件进行相关的模块设计时，就可以方便整个物件的加工与生产，还有对相关物件的调剂和测试。由于配水器在进行测量调节时，需要长时间在井下监督测量流量的用量，因此，流量计的设计中不能有任何与运动有关的部件，还要保证流量计在长时间使用的过程中，没有出现被腐蚀的现象，同时流量计对所测的流量需要一定的精准度，还有非常高的可靠性才可以。

目前市场中生产着各种各样的井下流量器，但是每种流量器都有各自的优缺点，并且对于在井下对配水器进行测量和调节，这种比较特殊的使用环境，需要一种可以承受井下压差的流量计。同时，井底下的压差大小与流量计要有比较精确的数值关系，而且这种流量计要具有比较牢固的结构，并且流量计的性能比较稳定，可以在井下长期使用，并且不会有被腐蚀的现象，这种可靠性比较高的流量计，才可以在井下发挥有效的作用。

4 结语

综上所述，对油田注水井使用智能测调分注系统，让操作更加方便。用一个专业的仪器，就可以长时间检测到井下面的温度，注水时产生的压力，以及地面对井产生的压力，并且可以把统计的数据发送到地面上，逐渐让采集的相关数据与专业的资料进行同步，让专业人员可以及时做出专业的决策，这样的工作技能，不仅提高整个测试的工作效率，而且在整个测试调配中节约一部分人力与物力，帮助油田注水井的智能测调分注系统有更好的发展。