信息化油田注水井的智能測調分注系統設計

郝麗麗(大慶油田第一采油廠規劃設計研究所，黑龍江 大慶 163000)

0 引言

時代在不斷進步，信息化油田也在不斷發展，對注水井分段進行有效的測調技術，也在不斷深入的探索，逐漸加速了油田的注水管理系統往自動化前進。過去傳統的注水井測試調節技術，只能對一口井進行測定，看這口井的注水量大概是多少，然后對這口井的相關數據進行采集，并且根據地面的壓力，把虧損的情況進行調節，但是大多數的井場地址都比較偏遠。

1 注水井技術的發展現狀

1.1 油田注水技術在當前發現的問題

想讓油田的產量可以穩定的增值，離不開注水這項技術的運用，并且注水技術對于油田的開發，有著重要的作用。在現在油田在不斷開發的過程中，每層之間的層內矛盾逐漸增加，其中對于含油層中間的層間、層內并且是平均質地的油田，由于每一層地的特質存在一定的不同。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油層，對于怎樣精確了解每一層的吸水量，以及對每一層實現準確的注水量，成了當前油田注水技術研究的問題。同時，為了讓每一小層都可以實現比較精準的注水，就需要對每一層進行單獨注水，用比較常規的方法，對每一層進行注水時，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行調節，直到達到預期的水量目標為止。如果每層的干擾物比較嚴重，就會導致水量的配注內容無法有效完成，因此，選擇有效的注水技術是當前注水方面存在的問題。

1.2 一邊測量一邊調配水

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

1.3 地面上進行打壓測調配水

在地面上進行打壓，然后測量調節注水量的方法，這種比較新型測量調節配水的方法由一個石油公司發現，這個配水方法每一層都配備一個比較智能的配水器，然后在配水器的上下都進行封閉隔離，配水器的內部結構中并沒有設置流量計，每一層的注水量是有地面上的打水壓進行控制，然后再由地面對井內的配水器下發指令，井下每一層都能自動保存，對流量表也可以自行調整。但是也存在一些缺點。比如，通過對地面注水量的多少進行觀察，然后調整注水量的流量，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進行調整，這樣調整的時間會比較長，且成功的幾率不高；而且，這種技術只能讓地面對井下進行單項信息的傳送，沒有辦法真實監測到注水的具體情況，還有井下面的實時狀況。

2 智能測調分注系統的設計

2.1 機器自動調測的功能

自動進行測試調節的功能主要是，由控制器對井下安裝的配水器進行自動控制并調節，上位機只需要給相應的控制器傳送相關的調節命令，下面的控制器就可以自行進入自動測試并對相應的設備進行調節。在進行智能測試并調節工作時，先要設置相關的自動調節的信息，預先設置好需要的流量值，然后進行調節，當系統的時間符合設置的時間時，就會開啟自動調節的功能。

首先，需要把目前這層的流量值讀出來，然后這個流量值和預先設定的流量值進行對比，把中間的差值進行計算，如果計算的絕對值超過預先設置的誤差值時，那么這一層的相關機器就要開始自行調節。在每次調節之后，機器就需要對當前調節的流量值報出來，并且與設置的流量值進行比較，直到調到預設的流量值，這一層的流量調節才會結束。不然，電機就會繼續調節，在電機連續調節5次之后，調節的流量值若還沒有達到預先設置的數值，那么電機就會自動放棄這層的流量調劑額，直接轉到下一層進行調節。

2.2 測試靜壓功能的工作流程

靜壓測試主要是對壓力進行不停的監督測試，把被測試那一層的水嘴關緊之后，按照之前設定的測試日期，還有采取樣本的間隔空間進行測試，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行記錄，最后把采集到的數據進行保存，然后上傳到相關的系統中。這種工作模式只要是用上位機，把工作的相關內容以及工作模式發送出去，讓相關的控制器在靜壓的測試中進行工作，最后再由井下配水的相關設備，自動完成一系列的測試內容。

在整個測試的設備里，設定一個要被測試的具體層位，還有進行測試的時間，對于采集樣品的間隔可以按照各自的設備來設置，也可以直接選用系統默認的采樣間隔，讓測試的機器可以依據設定的相關測試參數，對每一層進行有效的靜壓測試，最后把測試所得的數據進行上傳，幫助專業的工作人員進行及時的分析與處理，把測試靜壓功能的整個工作流程進行分析。

2.3 對采集的信息進行自動分析

機器的自動分析檢查功能，是上位機對每一層的運行情況，進行隨時隨地監督檢查，如果設備中的某一個參數發生變化，比如設備中測量的溫度、設備的流量，以及相關設備的壓力發生變化，或者井下其中某一層的水嘴，在開到最大的時候，還是無法滿足預先設備的配注量。在這種突發情況出現的時候，相對應的軟件設備會在主頁面進行紅的感嘆號發出報警信號，進行提醒并在軟件中記錄保存，幫助相關的工作人員進行核對，并及時處理報警信息。

自動分析這項功能，是用上位機的軟件進行操作，這個軟件對于目前所收集到的數據，還有近些年收集到的相關歷史數據，會進行深入分析，對分析出有問題的數據會進行記錄，并且在主頁面用紅色感嘆號進行報警提醒。并且上位機中安裝的軟件，不僅會把出現的問題進行分類，還會在報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查找相關的問題并快去解決。

2.4 對綜合報表進行自動生成

自動生成綜合報表這個功能，是可以根據工作人員需要的日期進行設定，設備會在設定日期臨到的時候，把綜合報表進行自動生成，并且會把生成的具體數據進行整理，然后傳送到設備指定的服務器中。在這個生成的過程中，會把綜合報表自動生成的時間以24小時的方式進行保存，把每天對每層的注水量進行明顯的標記，還有干線的壓力值進行記錄，并且相關的工作人員會把這些值自行錄入，在綜合報表生成之前，提前在軟件中設置好。

同時，軟件自帶的程序會把報表的相關信息進行標準計算，根據井下每一層采集到的數據，還有每一層的注水量進行綜合計算，在最后得出井口的注水壓力，并根據計算的結果進行分析，生成完整的綜合報表，幫助工作人員在工作中可以清楚了解工作的情況，同時測得的數據也會用井口兩邊的專業壓力表進行傳送。

3 技術的相關操作與性能特點

3.1 相關測定控制系統的操作

在進行地面測量調節時，測調器的內部需要用專業的方法進行標記，并且是不在同一層的調配器要同時工作。地面的測調儀器主要是幫助完成供電，還有對一些設備的功能進行控制，以及對相關數據進行儲存等。地面測調儀器與軟件的操作要對實時數據，還有現場的控制進行完善，并且地面相關的控制儀器要對井下每個層面存在的壓力，還有層面的壓力，以及相關的流量數據直接讀取和監督測定，對于監測所得的結果，在相關軟件上用曲線的方式進行展示，并且要把測得的數據進行保存。

對于供電的密封部分，電源需要與中間的纜芯相連接，電源的負極要與電纜外面那層鋼絲進行連接，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行密封的時候，只需要一根纜芯就可以與電纜進行對接，這種方式既方便又可靠；同時，電纜在進行密封接頭的時候，電纜往里進，測量調配的儀器要和密封的器具進行接頭，高壓密封可以長時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 對井下測定調節的流量計

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，還有相關的調水嘴等具有一定功能性的器件進行合理的布局與加工。把這些具有一定功能性的器件進行相關的模塊設計時，就可以方便整個物件的加工與生產，還有對相關物件的調劑和測試。由于配水器在進行測量調節時，需要長時間在井下監督測量流量的用量，因此，流量計的設計中不能有任何與運動有關的部件，還要保證流量計在長時間使用的過程中，沒有出現被腐蝕的現象，同時流量計對所測的流量需要一定的精準度，還有非常高的可靠性才可以。

目前市場中生產著各種各樣的井下流量器，但是每種流量器都有各自的優缺點，并且對于在井下對配水器進行測量和調節，這種比較特殊的使用環境，需要一種可以承受井下壓差的流量計。同時，井底下的壓差大小與流量計要有比較精確的數值關系，而且這種流量計要具有比較牢固的結構，并且流量計的性能比較穩定，可以在井下長期使用，并且不會有被腐蝕的現象，這種可靠性比較高的流量計，才可以在井下發揮有效的作用。

4 結語

綜上所述，對油田注水井使用智能測調分注系統，讓操作更加方便。用一個專業的儀器，就可以長時間檢測到井下面的溫度，注水時產生的壓力，以及地面對井產生的壓力，并且可以把統計的數據發送到地面上，逐漸讓采集的相關數據與專業的資料進行同步，讓專業人員可以及時做出專業的決策，這樣的工作技能，不僅提高整個測試的工作效率，而且在整個測試調配中節約一部分人力與物力，幫助油田注水井的智能測調分注系統有更好的發展。