機(jī)電一體化技術(shù)在油田分層注水和分層采油中的應(yīng)用new

機(jī)電一體化技術(shù)在油田分層注水和分層采油中的應(yīng)用報(bào)告人：王建平單位:上海嘉地儀器有限公司

2012年8月8日一、前言二、SCCT注水井分層流量實(shí)時(shí)(雙流量)測(cè)調(diào)儀三、TCCT橋式同心配水測(cè)調(diào)系統(tǒng)四、YFY-I直讀式驗(yàn)封儀五、CKPC細(xì)分層開(kāi)采找堵水一體化調(diào)配系統(tǒng)目錄3一、前言傳統(tǒng)的分層注采工藝受到技術(shù)瓶頸的阻礙，關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的檢測(cè)很籠統(tǒng)很粗放，而其測(cè)控儀器設(shè)備卻相對(duì)復(fù)雜，因此其作業(yè)程序復(fù)雜勞動(dòng)強(qiáng)度大作業(yè)周期長(zhǎng)。與此同時(shí)，相關(guān)的技術(shù)參數(shù)測(cè)調(diào)精度都很低，測(cè)調(diào)數(shù)據(jù)資料的應(yīng)用也很局限。為了降低能耗提高采收率，人們開(kāi)發(fā)了高效細(xì)分測(cè)調(diào)工藝，而支撐這一工藝的關(guān)鍵技術(shù)就是基于機(jī)電一體化科技的智能測(cè)調(diào)技術(shù)。

在注水生產(chǎn)領(lǐng)域，由于智能測(cè)調(diào)技術(shù)的應(yīng)用，使得注水作業(yè)實(shí)現(xiàn)了邊測(cè)邊調(diào)，適時(shí)測(cè)調(diào)單層流量等指標(biāo)，有效地解決了一直困擾著注水作業(yè)的層間干擾等技術(shù)難關(guān)又降低了生產(chǎn)作業(yè)量，與此同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了測(cè)調(diào)數(shù)據(jù)的智能采集和處理；這一技術(shù)的應(yīng)用才使得高效細(xì)分測(cè)調(diào)工藝得以變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。智能測(cè)調(diào)技術(shù)在注水井筒密封性能檢驗(yàn)上的推廣應(yīng)用，有效地解決了傳統(tǒng)驗(yàn)封測(cè)試成果可信度低的問(wèn)題。在采出生產(chǎn)領(lǐng)域，智能測(cè)調(diào)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使得高含水作業(yè)層得到實(shí)時(shí)測(cè)控，而且不干擾或者中斷采油設(shè)備的工作，對(duì)提高采出率降低能耗具有十分重要的意義。可以預(yù)見(jiàn)，在注采領(lǐng)域智能化測(cè)調(diào)技術(shù)——機(jī)電一體化技術(shù)將是不可替代的關(guān)鍵主流技術(shù)。原油需要依靠地層壓力采出地面，為保持油層壓力，油田通過(guò)注水井向油層注水，以驅(qū)替原油。由于縱向上多個(gè)小層的非均質(zhì)性，籠統(tǒng)開(kāi)采導(dǎo)致各小層動(dòng)用極不均勻，高滲透層吸水量大，注入水推進(jìn)速度快，易導(dǎo)致過(guò)早水竄，形成注入井\采出井的短路循環(huán)，影響整體驅(qū)替效果。油田根據(jù)自身油藏特點(diǎn)，發(fā)展了分層開(kāi)采工藝，實(shí)現(xiàn)了各小層均衡開(kāi)采。油田開(kāi)發(fā)的成功實(shí)踐證明，分層注水工藝技術(shù)水平的不斷提升為油田實(shí)現(xiàn)注夠水、注好水，控制含水上升速度，減緩產(chǎn)量遞減，提高水驅(qū)開(kāi)發(fā)的整體效益發(fā)揮了重要作用。但隨著油田開(kāi)發(fā)難度的不斷增加，常規(guī)分層注水工藝已不能完全滿足油田開(kāi)發(fā)的需要。因此我們開(kāi)展了智能化技術(shù)在注水井分層水量調(diào)配與測(cè)試中的應(yīng)用研究---橋式偏心分層注水工藝、注水井分層流量實(shí)時(shí)(雙流量)測(cè)調(diào)儀。二、SCCT注水井分層流量實(shí)時(shí)（雙流量）測(cè)調(diào)儀注水井分層流量實(shí)時(shí)(雙流量)測(cè)調(diào)儀綜合了機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、精密機(jī)械傳動(dòng)等技術(shù)，由地面控制儀、井下測(cè)調(diào)儀、可調(diào)節(jié)高壓注水閥及配套設(shè)備等部分組成。

二、SCCT注水井分層流量實(shí)時(shí)（雙流量）測(cè)調(diào)儀二、SCCT注水井分層流量實(shí)時(shí)（雙流量）測(cè)調(diào)儀

整套系統(tǒng)由車(chē)載逆變電源供電，以便攜式計(jì)算機(jī)為核心，通過(guò)USB接口與地面控制儀通信，完成井下儀器的測(cè)量和控制。

井下儀器通過(guò)電纜絞車(chē)的電纜經(jīng)天地滑輪組、井口防噴裝置進(jìn)入井下分層注水管柱。

井下儀器根據(jù)地面發(fā)出的操作指令，完成上下流量、壓力、溫度的測(cè)量和調(diào)節(jié)臂執(zhí)行機(jī)構(gòu)狀態(tài)檢測(cè)，調(diào)節(jié)控制井下堵塞器的分層水量。注水井分層流量實(shí)時(shí)(雙流量)測(cè)調(diào)儀采用邊測(cè)邊調(diào)的方式進(jìn)行流量測(cè)量與調(diào)配。井下儀器通過(guò)電纜下入井中至需要調(diào)配的層段，打開(kāi)井下儀器調(diào)節(jié)臂并與可調(diào)節(jié)高壓注水閥對(duì)接；同時(shí)通過(guò)地面儀器監(jiān)視流量曲線，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的流量與予設(shè)配注量的偏差自動(dòng)調(diào)整注水閥水嘴大小，直到達(dá)到予設(shè)流量。該層調(diào)配完成后，收起調(diào)節(jié)臂下放/上提至另一需要調(diào)配的層段進(jìn)行測(cè)試和調(diào)配，直至所有層段測(cè)調(diào)完畢，然后根據(jù)需要進(jìn)行復(fù)測(cè)并對(duì)個(gè)別層段注入量進(jìn)行微調(diào)，完成全井各層段的測(cè)調(diào)。最后采用上提/下放方式對(duì)全井調(diào)配結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一檢測(cè)。二、SCCT注水井分層流量實(shí)時(shí)（雙流量）測(cè)調(diào)儀二、SCCT注水井分層流量實(shí)時(shí)（雙流量）測(cè)調(diào)儀TCCT針對(duì)部分油田開(kāi)發(fā)后期或開(kāi)發(fā)過(guò)程中所遇到的大斜度井的分層注水井調(diào)配難以實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，開(kāi)展了橋式同心配水器及井下測(cè)調(diào)聯(lián)動(dòng)儀器在大斜度井中的應(yīng)用研究。橋式同心配水器將可調(diào)注水閥設(shè)計(jì)在中心通道外圍，可調(diào)注水閥安裝為固定式，井下測(cè)調(diào)儀器與橋式同心配水器同心對(duì)接并測(cè)調(diào)。橋式同心配水器分層注水工藝是現(xiàn)用偏心配水器分層注水工藝的補(bǔ)充，是常規(guī)分層注水工藝技術(shù)的完善和發(fā)展。為大斜井分層注水工藝提供了技術(shù)保障。該工藝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：調(diào)節(jié)閥組采用高密度氧化鋯，硬度高，韌性好，防刺、防垢能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)。橋式同心配水器的橋式通路設(shè)計(jì)，改善了測(cè)調(diào)過(guò)程的注水流通能力，提高測(cè)調(diào)準(zhǔn)確率。橋式同心配水器與井下測(cè)調(diào)聯(lián)動(dòng)儀，采用同心對(duì)接方式，對(duì)接容易可靠，更適合大斜井分層注水工藝。三、TCCT橋式同心配水測(cè)調(diào)系統(tǒng)全閉全開(kāi)三、TCCT橋式同心配水測(cè)調(diào)系統(tǒng)YFY-I直讀式驗(yàn)封儀綜合了機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、精密機(jī)械傳動(dòng)等技術(shù)，由地面控制儀、YFY-I驗(yàn)封儀等配套設(shè)備組成。YFY-I直讀式驗(yàn)封儀是專(zhuān)業(yè)用于偏心分層注水管柱的驗(yàn)封設(shè)備。YFY-I驗(yàn)封儀采用皮囊打壓式進(jìn)行驗(yàn)封。驗(yàn)封儀通過(guò)電纜下入井中至需要驗(yàn)封的層段，打開(kāi)驗(yàn)封儀支撐臂與偏心配水器坐封對(duì)接；隨后開(kāi)始對(duì)皮囊進(jìn)行打壓直至皮囊撐開(kāi)密封，通過(guò)三組壓力傳感器上傳的直讀數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到該層密封性。該層測(cè)試完成后，收起調(diào)節(jié)臂下放/上提至另一需要測(cè)試的層段進(jìn)行測(cè)試，直至所有層段測(cè)試完畢，完成全井各層段的測(cè)試。傳統(tǒng)貯存式驗(yàn)封儀由鋼絲下入注水井中，利用井下儀器重力坐封對(duì)接，只能自下而上進(jìn)行驗(yàn)封，驗(yàn)封數(shù)據(jù)回放讀出。此類(lèi)驗(yàn)封，在普通偏心配水器驗(yàn)封時(shí)，如果遇地層壓力高于關(guān)井時(shí)的管柱壓力，驗(yàn)封儀有可能出現(xiàn)驗(yàn)封儀與普通偏心配水器驗(yàn)封密封段配合不密封；在橋式偏心配水器驗(yàn)封時(shí)，由于驗(yàn)封密封上下壓力相等，坐封密封更困難。因此，貯存式驗(yàn)封過(guò)程不直觀，封驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)可信度低。四、YFY-I直讀式驗(yàn)封儀新型直讀式驗(yàn)封儀由測(cè)調(diào)聯(lián)動(dòng)電纜絞車(chē)電纜下入注水井，直讀式驗(yàn)封儀自帶由地面控制的直讀式驗(yàn)封儀打壓式密封皮囊，坐封定位支撐臂也由地面可控收攏或放開(kāi)，驗(yàn)封過(guò)程可以自下而上或自上而下反復(fù)進(jìn)行，在普通、橋式偏心配水器注水井進(jìn)行驗(yàn)封，地面控制儀均可以直讀井下相關(guān)數(shù)據(jù)，特別是坐封皮囊是否密封坐封位置是否到位等井下信息，在地面可以直接判斷，因此，新型直讀式驗(yàn)封過(guò)程直觀，驗(yàn)封測(cè)試數(shù)據(jù)可信度高。該驗(yàn)封儀與我公司新出品的第三代測(cè)調(diào)聯(lián)動(dòng)儀通用同一地面控制儀。四、YFY-I直讀式驗(yàn)封儀隨著油田的不斷發(fā)展，儲(chǔ)層含水逐年上升，層間干擾矛盾更為突出。實(shí)施分層開(kāi)采，是正確認(rèn)識(shí)地層的主要手段之一。為達(dá)到控水穩(wěn)油目的，必須實(shí)施找堵水措施。任何找水方法的準(zhǔn)確與否都是通過(guò)堵水后對(duì)生產(chǎn)層抽吸后的產(chǎn)狀來(lái)驗(yàn)證。環(huán)空找堵水可直接進(jìn)行分層抽吸，對(duì)各自的開(kāi)采層進(jìn)行調(diào)配生產(chǎn)。通過(guò)地層正常生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)出液的情況判斷各層含水情況，有效提高注產(chǎn)效率。環(huán)空找堵水技術(shù)將找水和堵水有機(jī)結(jié)合，它不需要將油管柱抽離，在它不停產(chǎn)的情況下以油套管環(huán)形空間下入環(huán)空配產(chǎn)儀進(jìn)行分層測(cè)試。根據(jù)分層測(cè)試結(jié)果確定并調(diào)配堵水層和開(kāi)采層。該技術(shù)可直接進(jìn)行分層抽吸，實(shí)現(xiàn)封堵任意生產(chǎn)層段或調(diào)整任意生產(chǎn)層段產(chǎn)液量。將找水和堵水有機(jī)結(jié)合，它不需要將油管柱抽離，在它不停產(chǎn)的情況下從油套管環(huán)形空間下入環(huán)空配產(chǎn)儀進(jìn)行分層測(cè)試，根據(jù)分層測(cè)試結(jié)果并與井下可調(diào)試配產(chǎn)器結(jié)合，確定并調(diào)配堵水層和開(kāi)采層(包括液量大小任意可調(diào))。五、CKPC細(xì)分層開(kāi)采找堵水一體化調(diào)配系統(tǒng)分層配產(chǎn)管柱為支井底丟手管柱，封隔器將分層配產(chǎn)層段卡開(kāi)，兩級(jí)封隔器之間接井下可調(diào)配產(chǎn)器，井下可調(diào)配產(chǎn)器內(nèi)帶有可調(diào)節(jié)閥，管柱上部接有丟手接頭，管柱下部接有連通器，泵抽管柱下部接有防纏器。在抽油機(jī)井生產(chǎn)狀態(tài)情況下，電纜攜帶過(guò)環(huán)空配產(chǎn)儀