數(shù)字化油田油水井自動化系統(tǒng)的設(shè)計

王曉東 王添龍 王鋒 吳楊偉 中國石油長慶油田分公司第十二采油廠

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為信息化時代的新興技術(shù)，憑借卓越的優(yōu)勢逐漸在各個生產(chǎn)建設(shè)領(lǐng)域嶄露頭角，油田數(shù)字化建設(shè)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠很大程度上提高油田的生產(chǎn)效率以及安全程度，為油田數(shù)字化建設(shè)的信息化過程提供了重要保障。未來的油田數(shù)字化建設(shè)勢必會有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一席之地，借助物聯(lián)網(wǎng)一定能更好地推動我國石油開采行業(yè)蓬勃發(fā)展。

一、注水井技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）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。

（二）一邊測量一邊調(diào)配水

傳統(tǒng)的測量和配水同時進(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，了解井下分層注水量，同時也可以對注水量進(jìn)行有效的檢測，但是這種方法也有缺點。比如，在每次進(jìn)行測量調(diào)節(jié)的時候，大概幾小時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，這種操作只能在比較斷的時間對流量的使用進(jìn)行檢測，無法進(jìn)行長時間檢測；并且，在流量分層需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的時候，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。

（三）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)配水的方法由一個石油公司發(fā)現(xiàn)，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(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，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。

二、智能測調(diào)分注系統(tǒng)的設(shè)計

（一）機(jī)器自動調(diào)測的功能

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(yù)先設(shè)定的流量值進(jìn)行對比，把中間的差值進(jìn)行計算，如果計算的絕對值超過預(yù)先設(shè)置的誤差值時，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)。

（二）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。在整個測試的設(shè)備里，設(shè)定一個要被測試的具體層位，還有進(jìn)行測試的時間，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)行及時的分析與處理，把測試靜壓功能的整個工作流程進(jìn)行分析。

（三）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)行隨時隨地監(jiān)督檢查，如果設(shè)備中的某一個參數(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，并及時處理報警信息。

（四）對綜合報表進(jìn)行自動生成

自動生成綜合報表這個功能，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)定日期臨到的時候，把綜合報表進(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(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，在綜合報表生成之前，提前在軟件中設(shè)置好。

三、結(jié)束語

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。用一個專業(yè)的儀器，就可以長時間檢測到井下面的溫度，注水時產(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)人員可以及時做出專業(yè)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(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。