[发明专利]用于注水井的自动测调与监测分注方法及其系统

说明书

技术领域

本发明属于石油天然气探测领域，涉及一种注水井的流量测调与监测配注方法及系统，尤其涉及一种可长时间在注水井井下工作的用于注水井的自动测调与监测分注方法及其系统。

背景技术

目前石油天然气领域常用的配水方法主要有以下几种：

1、传统的投捞式配水方法：主要是通过钢丝等工具对井下水嘴进行投捞，它的缺点包括以下几个方面：①测调实时性差，不能及时的根据井下状况对水嘴进行调节；②调配效率低、配水精度低，不能实现井下精细的分层注水；③投捞工作量大，投捞的工具也比较复杂，随着油田开发难度的加大以及钻采工艺的进步，深井、超深井、斜井、大斜度井和水平井所占的比例越来越大，施工时投捞成功率也较低，而且易造成投捞过程中的掉卡事故。

2、边测边调配水方法：该方法将电缆下入井下调配测试仪，当坐层成功后，通过调节水嘴的开度大小，实现较好的井下分层注水效果，也实现了实时监测的功能，但其本身也有缺点：①由于每次测调只进行几个小时后即取出仪器，井下配水器水嘴处于固定状态，若地层压力或注水压力出现波动时，配水器无法实现自动调整，造成注水不准确；②只能实现短时间的流量实时监测，无法实现长期监测；③当需要调节分层流量时，必须先完成坐层才能进行调节，工序复杂，工作量比较大；④对水嘴投捞或调节时，也会面临大斜度井和水平井不易对接等问题；⑤当需要封隔器验封时，需要再次投捞专用验封仪才能实现验封。

3、无线测调配水方法：该方法每层对应一个智能配水器，其上下用封隔器封隔，配水器内部没有流量计，分层注入量通过地面打水压控制。该方法的缺点是：①通过观察地面的注水量变化进行流量控制，分注精度比较低；②通过打水压方式控制配水器状态，调配时间太长；③只能实现地面向井下单向传输，无法实时监测注水情况和井下状况。④无法避免层间干扰的问题，由于没有井下流量计，无法获知井下分层状态。

这几种配水方法中所采用的配水装置有的虽然成本低、投捞工具也较简单，但是在分层配水效率、分层配水精度、长期配水监测、以及直读双向通信等方面存在着较大的缺陷，特别是目前绝大多数井下配水器不具备独立的流量计，无法长时间实时对流量进行测调，从而确定累计注水流量。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种不需要人为控制、可实现长期监测、缩短调配时间以及降低劳动强度的用于注水井的自动测调与监测分注方法及其系统。

本发明的技术解决方案是：本发明提供了一种用于注水井的自动测调与监测分注方法，其特殊之处在于：所述用于注水井的自动测调与监测分注方法包括以下步骤：

1)地面控制系统向井下测调配水器输入设定流量值；

2)采集井下注水层位的实际流量数据；所述实际流量数据包括实际流量值、实际压力值以及实际温度值；

3)将步骤2)所采集得到的井下流量数据与步骤1)中所设定的流量值进行比较并进行调配注水。

上述步骤2)的具体实现方式是：

2.1)采集井下注水层位的流量数据、压力数据以及温度数据；

2.2)将步骤2.1)所得到的流量数据、压力数据以及温度数据经过刻度计算并换算成该井下注水层位的实际流量值、实际压力值以及实际温度值。

上述步骤2)中在步骤2.2)之后还包括：

2.3)将步骤2.2)所得到的井下注水层位的实际流量值、实际压力值以及实际温度值发送至地面控制系统。

上述步骤2.3)是将井下注水层位的实际流量值、实际压力值以及实际温度值通过电缆或无线的方式发送至地面控制系统。

上述步骤3)的具体实现方式是：

3.1)将步骤1)中的设定流量值与步骤2)实际测得的实际流量数据进行相减并得到二者的差值；

3.2)若步骤3.1)中所得到的差值超过允许误差限度，对井下注水层位的调配注水；若步骤3.1)中所得到的差值在允许误差限度内，停止注水；该允许误差是根据不同的井况给出不同的值，没有严格意义上的定值，只要能满足相应井况的需求即可，该值可随时修改、设定。

上述流量数据是通过流量传感器采集；所述压力数据是通过压力传感器采集；所述温度数据是通过温度传感器采集。

一种用于注水井的自动测调与监测分注系统，其特殊之处在于：所述该系统包括井下智能配水器，所述井下智能配水器包括井下控制芯片、电机、水嘴以及实际流量数据采集单元；所述电机与实际流量数据采集单元分别接入井下控制芯片；所述电机驱动水嘴的张开和闭合。