机电一体化技术在油田分层注水和分层采油中的应用new

机电一体化技术在油田分层注水和分层采油中的应用报告人：王建平单位:上海嘉地仪器有限公司

2012年8月8日一、前言二、SCCT注水井分层流量实时(双流量)测调仪三、TCCT桥式同心配水测调系统四、YFY-I直读式验封仪五、CKPC细分层开采找堵水一体化调配系统目录3一、前言传统的分层注采工艺受到技术瓶颈的阻碍，关键技术指标的检测很笼统很粗放，而其测控仪器设备却相对复杂，因此其作业程序复杂劳动强度大作业周期长。与此同时，相关的技术参数测调精度都很低，测调数据资料的应用也很局限。为了降低能耗提高采收率，人们开发了高效细分测调工艺，而支撑这一工艺的关键技术就是基于机电一体化科技的智能测调技术。

在注水生产领域，由于智能测调技术的应用，使得注水作业实现了边测边调，适时测调单层流量等指标，有效地解决了一直困扰着注水作业的层间干扰等技术难关又降低了生产作业量，与此同时还实现了测调数据的智能采集和处理；这一技术的应用才使得高效细分测调工艺得以变为现实。智能测调技术在注水井筒密封性能检验上的推广应用，有效地解决了传统验封测试成果可信度低的问题。在采出生产领域，智能测调机电一体化技术的应用，使得高含水作业层得到实时测控，而且不干扰或者中断采油设备的工作，对提高采出率降低能耗具有十分重要的意义。可以预见，在注采领域智能化测调技术——机电一体化技术将是不可替代的关键主流技术。原油需要依靠地层压力采出地面，为保持油层压力，油田通过注水井向油层注水，以驱替原油。由于纵向上多个小层的非均质性，笼统开采导致各小层动用极不均匀，高渗透层吸水量大，注入水推进速度快，易导致过早水窜，形成注入井\采出井的短路循环，影响整体驱替效果。油田根据自身油藏特点，发展了分层开采工艺，实现了各小层均衡开采。油田开发的成功实践证明，分层注水工艺技术水平的不断提升为油田实现注够水、注好水，控制含水上升速度，减缓产量递减，提高水驱开发的整体效益发挥了重要作用。但随着油田开发难度的不断增加，常规分层注水工艺已不能完全满足油田开发的需要。因此我们开展了智能化技术在注水井分层水量调配与测试中的应用研究---桥式偏心分层注水工艺、注水井分层流量实时(双流量)测调仪。二、SCCT注水井分层流量实时（双流量）测调仪注水井分层流量实时(双流量)测调仪综合了机电一体化技术、计算机控制技术、通信技术、传感器技术、精密机械传动等技术，由地面控制仪、井下测调仪、可调节高压注水阀及配套设备等部分组成。

二、SCCT注水井分层流量实时（双流量）测调仪二、SCCT注水井分层流量实时（双流量）测调仪

整套系统由车载逆变电源供电，以便携式计算机为核心，通过USB接口与地面控制仪通信，完成井下仪器的测量和控制。

井下仪器通过电缆绞车的电缆经天地滑轮组、井口防喷装置进入井下分层注水管柱。

井下仪器根据地面发出的操作指令，完成上下流量、压力、温度的测量和调节臂执行机构状态检测，调节控制井下堵塞器的分层水量。注水井分层流量实时(双流量)测调仪采用边测边调的方式进行流量测量与调配。井下仪器通过电缆下入井中至需要调配的层段，打开井下仪器调节臂并与可调节高压注水阀对接；同时通过地面仪器监视流量曲线，根据实时监测到的流量与予设配注量的偏差自动调整注水阀水嘴大小，直到达到予设流量。该层调配完成后，收起调节臂下放/上提至另一需要调配的层段进行测试和调配，直至所有层段测调完毕，然后根据需要进行复测并对个别层段注入量进行微调，完成全井各层段的测调。最后采用上提/下放方式对全井调配结果进行统一检测。二、SCCT注水井分层流量实时（双流量）测调仪二、SCCT注水井分层流量实时（双流量）测调仪TCCT针对部分油田开发后期或开发过程中所遇到的大斜度井的分层注水井调配难以实现的问题，开展了桥式同心配水器及井下测调联动仪器在大斜度井中的应用研究。桥式同心配水器将可调注水阀设计在中心通道外围，可调注水阀安装为固定式，井下测调仪器与桥式同心配水器同心对接并测调。桥式同心配水器分层注水工艺是现用偏心配水器分层注水工艺的补充，是常规分层注水工艺技术的完善和发展。为大斜井分层注水工艺提供了技术保障。该工艺技术的优势主要表现在以下几个方面：调节阀组采用高密度氧化锆，硬度高，韧性好，防刺、防垢能力强，使用寿命长。桥式同心配水器的桥式通路设计，改善了测调过程的注水流通能力，提高测调准确率。桥式同心配水器与井下测调联动仪，采用同心对接方式，对接容易可靠，更适合大斜井分层注水工艺。三、TCCT桥式同心配水测调系统全闭全开三、TCCT桥式同心配水测调系统YFY-I直读式验封仪综合了机电一体化技术、计算机控制技术、通信技术、传感器技术、精密机械传动等技术，由地面控制仪、YFY-I验封仪等配套设备组成。YFY-I直读式验封仪是专业用于偏心分层注水管柱的验封设备。YFY-I验封仪采用皮囊打压式进行验封。验封仪通过电缆下入井中至需要验封的层段，打开验封仪支撑臂与偏心配水器坐封对接；随后开始对皮囊进行打压直至皮囊撑开密封，通过三组压力传感器上传的直读数据，实时监测到该层密封性。该层测试完成后，收起调节臂下放/上提至另一需要测试的层段进行测试，直至所有层段测试完毕，完成全井各层段的测试。传统贮存式验封仪由钢丝下入注水井中，利用井下仪器重力坐封对接，只能自下而上进行验封，验封数据回放读出。此类验封，在普通偏心配水器验封时，如果遇地层压力高于关井时的管柱压力，验封仪有可能出现验封仪与普通偏心配水器验封密封段配合不密封；在桥式偏心配水器验封时，由于验封密封上下压力相等，坐封密封更困难。因此，贮存式验封过程不直观，封验测试数据可信度低。四、YFY-I直读式验封仪新型直读式验封仪由测调联动电缆绞车电缆下入注水井，直读式验封仪自带由地面控制的直读式验封仪打压式密封皮囊，坐封定位支撑臂也由地面可控收拢或放开，验封过程可以自下而上或自上而下反复进行，在普通、桥式偏心配水器注水井进行验封，地面控制仪均可以直读井下相关数据，特别是坐封皮囊是否密封坐封位置是否到位等井下信息，在地面可以直接判断，因此，新型直读式验封过程直观，验封测试数据可信度高。该验封仪与我公司新出品的第三代测调联动仪通用同一地面控制仪。四、YFY-I直读式验封仪随着油田的不断发展，储层含水逐年上升，层间干扰矛盾更为突出。实施分层开采，是正确认识地层的主要手段之一。为达到控水稳油目的，必须实施找堵水措施。任何找水方法的准确与否都是通过堵水后对生产层抽吸后的产状来验证。环空找堵水可直接进行分层抽吸，对各自的开采层进行调配生产。通过地层正常生产时产出液的情况判断各层含水情况，有效提高注产效率。环空找堵水技术将找水和堵水有机结合，它不需要将油管柱抽离，在它不停产的情况下以油套管环形空间下入环空配产仪进行分层测试。根据分层测试结果确定并调配堵水层和开采层。该技术可直接进行分层抽吸，实现封堵任意生产层段或调整任意生产层段产液量。将找水和堵水有机结合，它不需要将油管柱抽离，在它不停产的情况下从油套管环形空间下入环空配产仪进行分层测试，根据分层测试结果并与井下可调试配产器结合，确定并调配堵水层和开采层(包括液量大小任意可调)。五、CKPC细分层开采找堵水一体化调配系统分层配产管柱为支井底丢手管柱，封隔器将分层配产层段卡开，两级封隔器之间接井下可调配产器，井下可调配产器内带有可调节阀，管柱上部接有丢手接头，管柱下部接有连通器，泵抽管柱下部接有防缠器。在抽油机井生产状态情况下，电缆携带过环空配产仪