數(shù)字化油田油水井自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

王曉東 王添龍 王鋒 吳楊偉 中國(guó)石油長(zhǎng)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(shí)代的新興技術(shù)，憑借卓越的優(yōu)勢(shì)逐漸在各個(gè)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(guò)程提供了重要保障。未來(lái)的油田數(shù)字化建設(shè)勢(shì)必會(huì)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(dòng)我國(guó)石油開(kāi)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(wèn)題

想讓油田的產(chǎn)量可以穩(wěn)定的增值，離不開(kāi)注水這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用，并且注水技術(shù)對(duì)于油田的開(kāi)發(fā)，有著重要的作用。在現(xiàn)在油田在不斷開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，每層之間的層內(nèi)矛盾逐漸增加，其中對(duì)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(duì)于怎樣精確了解每一層的吸水量，以及對(duì)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(wèn)題。

（二）一邊測(cè)量一邊調(diào)配水

傳統(tǒng)的測(cè)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(cè)試的儀器，在第一層測(cè)試成功后，觀看調(diào)節(jié)水張開(kāi)的大小，了解井下分層注水量，同時(shí)也可以對(duì)注水量進(jìn)行有效的檢測(cè)，但是這種方法也有缺點(diǎn)。比如，在每次進(jìn)行測(cè)量調(diào)節(jié)的時(shí)候，大概幾小時(shí)就可以把流量的測(cè)試調(diào)節(jié)設(shè)備取出來(lái)，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(dòng)的時(shí)候，注水相關(guān)的工作筒沒(méi)有辦法自行調(diào)整，就會(huì)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(duì)流量的使用進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)法進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間檢測(cè)；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(duì)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(wú)法有效對(duì)接。

（三）地面上進(jìn)行打壓測(cè)調(diào)配水

在地面上進(jìn)行打壓，然后測(cè)量調(diào)節(jié)注水量的方法，這種比較新型測(cè)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(méi)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(duì)井內(nèi)的配水器下發(fā)指令，井下每一層都能自動(dòng)保存，對(duì)流量表也可以自行調(diào)整。

二、智能測(cè)調(diào)分注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（一）機(jī)器自動(dòng)調(diào)測(cè)的功能

首先，需要把目前這層的流量值讀出來(lái)，然后這個(gè)流量值和預(yù)先設(shè)定的流量值進(jìn)行對(duì)比，把中間的差值進(jìn)行計(jì)算，如果計(jì)算的絕對(duì)值超過(guò)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(kāi)始自行調(diào)節(jié)。在每次調(diào)節(jié)之后，機(jī)器就需要對(duì)當(dāng)前調(diào)節(jié)的流量值報(bào)出來(lái)，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(huì)結(jié)束。不然，電機(jī)就會(huì)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(méi)有達(dá)到預(yù)先設(shè)置的數(shù)值，那么電機(jī)就會(huì)自動(dòng)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(cè)試靜壓功能的工作流程

靜壓測(cè)試主要是對(duì)壓力進(jìn)行不停的監(jiān)督測(cè)試，把被測(cè)試那一層的水嘴關(guān)緊之后，按照之前設(shè)定的測(cè)試日期，還有采取樣本的間隔空間進(jìn)行測(cè)試，對(duì)地層下面的壓力，還有整根管柱存在的壓力，以及對(duì)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(cè)試中進(jìn)行工作，最后再由井下配水的相關(guān)設(shè)備，自動(dòng)完成一系列的測(cè)試內(nèi)容。在整個(gè)測(cè)試的設(shè)備里，設(shè)定一個(gè)要被測(cè)試的具體層位，還有進(jìn)行測(cè)試的時(shí)間，對(duì)于采集樣品的間隔可以按照各自的設(shè)備來(lái)設(shè)置，也可以直接選用系統(tǒng)默認(rèn)的采樣間隔，讓測(cè)試的機(jī)器可以依據(jù)設(shè)定的相關(guān)測(cè)試參數(shù)，對(duì)每一層進(jìn)行有效的靜壓測(cè)試，最后把測(cè)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(cè)試靜壓功能的整個(gè)工作流程進(jìn)行分析。

（三）對(duì)采集的信息進(jìn)行自動(dòng)分析

機(jī)器的自動(dòng)分析檢查功能，是上位機(jī)對(duì)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(cè)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(kāi)到最大的時(shí)候，還是無(wú)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(duì)應(yīng)的軟件設(shè)備會(huì)在主頁(yè)面進(jìn)行紅的感嘆號(hào)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，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(duì)，并及時(shí)處理報(bào)警信息。

（四）對(duì)綜合報(bào)表進(jìn)行自動(dòng)生成

自動(dòng)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(huì)在設(shè)定日期臨到的時(shí)候，把綜合報(bào)表進(jìn)行自動(dòng)生成，并且會(huì)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(guò)程中，會(huì)把綜合報(bào)表自動(dòng)生成的時(shí)間以24 小時(shí)的方式進(jìn)行保存，把每天對(duì)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(huì)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。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)油田注水井使用智能測(cè)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(zhǎng)時(shí)間檢測(cè)到井下面的溫度，注水時(shí)產(chǎn)生的壓力，以及地面對(duì)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(cè)試的工作效率，而且在整個(gè)測(cè)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(cè)調(diào)分注系統(tǒng)有更好的發(fā)展。