[发明专利]一种注水井远程监测与自动控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种注水井远程监测与自动控制系统及方法，包括设在过电缆井口下的管柱中的过电缆封隔器、电磁流量计和井下数字式配水器，通过地面控制器与管柱中仪器通信，采用数字化多信息测调、远程信号双向传输、电机控制与驱动等技术，将多信息测试与流量控制结合成统一整体置于井下，实现井下、地面、远程控制系统一体化控制。本发明能够实时监测井下分层压力、流量数据，无需高强度人工作业，方便灵活。在不动管柱、不需任何施工的情况下，完成注水井各层流量的精确、方便调节。

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，涉及一种注水井远程监测与自动控制系统及方法。

背景技术

油田早期采用笼统注水的配注系统应用于二次采油初期，采用地层笼统注水方式，无法实现分层配注，层间干扰严重，而且采用笼统注水方式不能完成注水井高效测调，测调完成初期的配注合格率尚能达到要求，但配注合格率随时间不断下降，且由于注水井压力波动较大，需缩短测调周期才能保证较高的配注合格率，由此导致测调工作量激增。层间矛盾加剧，层间差异使注水合格率快速降低，半数时间注水不合格。分注井数和层数的不断增加，测试工作量逐年增加。

目前油田分层注水井测试调配主要采用钢丝作业和电缆作业。钢丝作业通过地面试井车控制平台控制钢丝的起下来反复投捞更换固定水嘴，工作量大，无法地面实时控制井下测调仪实现测调同步，并且投捞仪器侧向定位对接成功率低。电缆作业通过地面试井车控制平台控制电缆的起下，采用井下测调仪电机旋转调节水嘴开度，实现边测边调功能，解决了反复投捞水嘴的过程，但是，井下机械接触式控制仍存在较大遇阻遇卡风险。

目前的钢丝或电缆测调工艺采用机械式测调仪进行控制，测试调配过程需采用接触式操作实现，调节爪需与配水器对接，增加了施工过程中遇阻遇卡的风险；间隔3个月进行测调，水嘴开度调节扭矩大，增加测调难度；同时，测调过程只能录取目前数据，无法查看历史配注数据，无法清晰掌握注水井真实注水动态，影响油田分注开发效果。

因此，迫切需要解决数据长期直读、电缆供电及双向通讯和配水器流量自动调节问题，加快有缆数字式分注地面控制系统的研究，通过远程自动测调系统，实现井下、地面和站控系统一体化通讯与控制，全过程免人工作业，实现注水井的分层测调、水井管理和动态监测，为大数据处理与应用奠定基础。

发明内容

为了满足我国特高含水开发期水驱技术的实际工艺要求，解决特高含水期注水井智能配注新工艺及配套工具的问题。采用数字化多信息测调、远程信号双向传输、电机控制与驱动等技术，将多信息测试与流量控制结合成统一整系统于井下，在不动管柱、不需任何施工的情况下，完成注水井各层流量的精确、方便调节。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种注水井远程监测与自动控制系统，包括过电缆井口、管柱、过电缆封隔器、电磁流量计、井下数字式配水器和地面控制器；

地面控制器，用于与井下数字式配水器实现通讯，完成数据直读和实时控制，并按照预设方案实时控制各层的水嘴开启程度，使每层注水量达到地质配注要求；

井下数字式配水器，用于给每个注水层进行注水，同时监测每个注水层的油管压力和地层压力，并将监测值传输至地面控制器；

电磁流量计，用于检测注水量，包括检测全井上层+下层的流量，和检测注入下层的流量，监测流量值传输至地面控制器；

过电缆封隔器，用于对各注水层进行有效封隔，防止串通至其他注水层，实现每层的注水进入到每个目的注水层中；

所述电缆井口上方管柱连接地面控制器，过电缆封隔器布置在上中地层的管柱中，电磁流量计和井下数字式配水器布置在对应上、中地层的间隔的注水层的管柱中；在下层地层中的管柱中设有丝堵。