數字化油田油水井自動化系統的設計

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

物聯網技術作為信息化時代的新興技術，憑借卓越的優勢逐漸在各個生產建設領域嶄露頭角，油田數字化建設應用物聯網技術能夠很大程度上提高油田的生產效率以及安全程度，為油田數字化建設的信息化過程提供了重要保障。未來的油田數字化建設勢必會有物聯網技術一席之地，借助物聯網一定能更好地推動我國石油開采行業蓬勃發展。

一、注水井技術的發展現狀

（一）油田注水技術在當前發現的問題

想讓油田的產量可以穩定的增值，離不開注水這項技術的運用，并且注水技術對于油田的開發，有著重要的作用。在現在油田在不斷開發的過程中，每層之間的層內矛盾逐漸增加，其中對于含油層中間的層間、層內并且是平均質地的油田，由于每一層地的特質存在一定的不同。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，以及對每一層實現準確的注水量，成了當前油田注水技術研究的問題。

（二）一邊測量一邊調配水

傳統的測量和配水同時進行的方法，是把電纜放入井下面，然后調節測試的儀器，在第一層測試成功后，觀看調節水張開的大小，了解井下分層注水量，同時也可以對注水量進行有效的檢測，但是這種方法也有缺點。比如，在每次進行測量調節的時候，大概幾小時就可以把流量的測試調節設備取出來，當注水的水嘴一直固定在一個位置，納悶地層的壓力，或者注水產生的壓力有一定波動的時候，注水相關的工作筒沒有辦法自行調整，就會導致注水量不準確。同時，這種操作只能在比較斷的時間對流量的使用進行檢測，無法進行長時間檢測；并且，在流量分層需要進行調節的時候，必須要先把地層的注水完成，才可以對上面進行調節，工序比較繁瑣；而且，如果需要調節水嘴，那么斜度比較大的井和水平井無法有效對接。

（三）地面上進行打壓測調配水

在地面上進行打壓，然后測量調節注水量的方法，這種比較新型測量調節配水的方法由一個石油公司發現，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行封閉隔離，配水器的內部結構中并沒有設置流量計，每一層的注水量是有地面上的打水壓進行控制，然后再由地面對井內的配水器下發指令，井下每一層都能自動保存，對流量表也可以自行調整。

二、智能測調分注系統的設計

（一）機器自動調測的功能

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先設定的流量值進行對比，把中間的差值進行計算，如果計算的絕對值超過預先設置的誤差值時，那么這一層的相關機器就要開始自行調節。在每次調節之后，機器就需要對當前調節的流量值報出來，并且與設置的流量值進行比較，直到調到預設的流量值，這一層的流量調節才會結束。不然，電機就會繼續調節，在電機連續調節5 次之后，調節的流量值若還沒有達到預先設置的數值，那么電機就會自動放棄這層的流量調劑額，直接轉到下一層進行調節。

（二）測試靜壓功能的工作流程

靜壓測試主要是對壓力進行不停的監督測試，把被測試那一層的水嘴關緊之后，按照之前設定的測試日期，還有采取樣本的間隔空間進行測試，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行記錄，最后把采集到的數據進行保存，然后上傳到相關的系統中。這種工作模式只要是用上位機，把工作的相關內容以及工作模式發送出去，讓相關的控制器在靜壓的測試中進行工作，最后再由井下配水的相關設備，自動完成一系列的測試內容。在整個測試的設備里，設定一個要被測試的具體層位，還有進行測試的時間，對于采集樣品的間隔可以按照各自的設備來設置，也可以直接選用系統默認的采樣間隔，讓測試的機器可以依據設定的相關測試參數，對每一層進行有效的靜壓測試，最后把測試所得的數據進行上傳，幫助專業的工作人員進行及時的分析與處理，把測試靜壓功能的整個工作流程進行分析。

（三）對采集的信息進行自動分析

機器的自動分析檢查功能，是上位機對每一層的運行情況，進行隨時隨地監督檢查，如果設備中的某一個參數發生變化，比如設備中測量的溫度、設備的流量，以及相關設備的壓力發生變化，或者井下其中某一層的水嘴，在開到最大的時候，還是無法滿足預先設備的配注量。在這種突發情況出現的時候，相對應的軟件設備會在主頁面進行紅的感嘆號發出報警信號，進行提醒并在軟件中記錄保存，幫助相關的工作人員進行核對，并及時處理報警信息。

（四）對綜合報表進行自動生成

自動生成綜合報表這個功能，是可以根據工作人員需要的日期進行設定，設備會在設定日期臨到的時候，把綜合報表進行自動生成，并且會把生成的具體數據進行整理，然后傳送到設備指定的服務器中。在這個生成的過程中，會把綜合報表自動生成的時間以24 小時的方式進行保存，把每天對每層的注水量進行明顯的標記，還有干線的壓力值進行記錄，并且相關的工作人員會把這些值自行錄入，在綜合報表生成之前，提前在軟件中設置好。

三、結束語

綜上所述，對油田注水井使用智能測調分注系統，讓操作更加方便。用一個專業的儀器，就可以長時間檢測到井下面的溫度，注水時產生的壓力，以及地面對井產生的壓力，并且可以把統計的數據發送到地面上，逐漸讓采集的相關數據與專業的資料進行同步，讓專業人員可以及時做出專業的決策，這樣的工作技能，不僅提高整個測試的工作效率，而且在整個測試調配中節約一部分人力與物力，幫助油田注水井的智能測調分注系統有更好的發展。