CN106223936A - 油井分层段生产参数的无线监测及调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明是油井分层段生产参数的无线监测及调控方法，能够使油井智能均衡分层段开采、无线监测和调控，可以实现油井生产数据的实时传输、动态调控，为油井均衡分层段开采提供有效智能的监测、调控方式。本方法是将井下智能均衡生产控制阀连接在分层段开采生产管柱中、与油层相对应并将分层段开采生产管柱通过丢手工具丢手在井下；该阀能够按预设置进行周期性自动智能调控；当需要人为干预、调控该阀的井下参数或为该阀充电时，再通过电缆下入双向无线识别调控装置，将各阀的监测参数无线上传至地面装置并将重新调配的生产参数和调配指令无线传输到该阀并为井其无线识别电磁感应充电。

Description

油井分层段生产参数的无线监测及调控方法

技术领域

本发明涉及油气田的生产开采方法，特别是油井分层段生产参数的无线监测及调控方法，能够使油井智能均衡分层段开采、无线监测和调控，可以实现油井生产数据的实时传输、动态调控，为油井均衡分层段开采提供有效智能的监测、调控方式。

背景技术

近年来，由于油田经过多年的开发，地层综合含水率逐年上升，油水关系进一步复杂，层间干扰严重，层间动用不均衡，非均质性严重, 造成底水、气顶的锥进或脊进,使井筒过早见水见气，从而导致油井的不均衡生产，油量降低或油井停产，严重影响了油田采收率及开发效益。因此，掌握油井直观的动态生产资料是油田控水稳油的基本要求, 监测调控油层的压力、温度、流量、含水率等井下参数是均衡生产的基本手段。目前, 国内外对井下参数的监测、调控主要是采用电缆随井下参数控制阀配接油管串及泵下入井内，并连接至井口，通过地面控制系统与电缆的连接对油气层生产参数进行采集、存储、调控，井下参数控制阀无数据处理器及自动调节、数据存储等功能，该方式存在施工复杂，周期长，费用高的问题, 且经常发生电缆与油井套管之间的摩擦、碰撞导致电缆断裂而使调控失败，因此，井下动态生产资料的监测、调控是目前油井生产中的瓶颈问题。

发明内容

本发明目的是提供油井分层段生产参数的无线监测及调控方法，用于非均质性严重及含水上升过快的油气藏的井下均衡分层段开采生产中，在不动分层段开采生产管柱的基础上，使用双向无线射频识别技术，完成对分层段开采生产管柱的监测、存储传输、智能调控，实现油气藏的均衡、有效开发及采收率的提高。

本发明的技术解决方案是：油井分层段生产参数的无线监测及调控方法是将井下智能均衡生产控制阀连接在分层段开采生产管柱中，使井下智能均衡生产控制阀与油层相对应并将分层段开采生产管柱通过丢手工具丢手在井下；井下智能均衡生产控制阀在下井前，按照油藏及井况需求对生产参数进行编程、预设置，按预设置进行周期性自动智能调控；当需要人为干预、调控井下智能均衡生产控制阀的井下参数或为井下智能均衡生产控制阀充电时，再通过电缆下入双向无线识别调控装置，使双向无线识别调控装置与井下智能均衡生产控制阀逐个无线对接、将各个井下智能均衡生产控制阀的监测参数通过双向无线识别调控装置无线上传至地面装置并将重新调配的生产参数和调配指令无线传输到井下智能均衡生产控制阀中并为井下智能均衡生产控制阀无线识别电磁感应充电。

本发明具有以下显著的效果：本方法在目前已形成的油井分层开采工艺基础上，实现了油井均衡生产分层段开采的无线调控，如果使用空心泵采油，不但无需起出采油泵，而且还可通过井下智能均衡生产控制阀的实时记录、采集、存储历史生产数据，完成动态监测及自动智能调控，同时还可下入双向无线识别调控装置完成无线电磁感应充电、存储的历史数据回传及人为指令干预调控，大幅度提高了油井动态调控的准确率、及时率、成功率，为开发、调控油藏均衡生产提供有效的技术手段。其具体效果在于：

1)可根据需要在分层段开采生产管柱中放置多个井下智能均衡生产控制阀，该阀具有自动智能调控及人为干预调控的双工作模式和功能，其流量调控系统在接收自动智能调控及人为干预调控中的一项指令时，即可通过电机的运转调整流量调节单元中的调节阀片的开口度，使井下各层均衡生产。满足及时、准确的稳油控水调控。

2）井下智能均衡生产控制阀的CPU集中管理系统与双向无线识别调控装置之间通过双向无线射频识别技术无线传输数据，实现对地面控制指令的接收、发出和存储以及井下生产数据的回传，并对控制阀中各系统状态逻辑判断及控制。

3）本发明在井下智能均衡生产控制阀和双向无线识别调控装置中采用了双向无线射频识别技术中的电磁感应充电技术，为井下智能均衡生产控制阀中的充电式电池组充电，无需电缆，节约施工费用，操作简单，安全可靠。

4）本发明可配合空心泵使用，无需进行起泵作业，满足实时监测需求，节省了大量作业费用和作业时间，降低了生产成本，具有显著的使用效果和经济效益。

附图说明

图1是水平井中使用分层段开采生产管柱的结构示意图。

图2是直井中使用分层段开采生产管柱的结构示意图。

图3是双向无线识别调控装置与井下智能均衡生产控制阀之间的无线传输工作原理图。

图4是双向无线识别调控装置与井下智能均衡生产控制阀之间无线识别电磁感应充电的工作原理图。

具体实施方式

以下结合附图详述本发明，并非限制本发明的保护范围，凡使用本发明的设计思路得出的改进均属于本发明的保护范畴。

参见图1和图2，油井分层段生产参数的无线监测及调控方法是将井下智能均衡生产控制阀7连接在分层段开采生产管柱中，使井下智能均衡生产控制阀7与油层相对应并将分层段开采生产管柱通过丢手工具3丢手在井下；井下智能均衡生产控制阀7在下井前，按照油藏及井况需求对生产参数进行编程、预设置，按预设置进行周期性自动智能调控；当需要人为干预、调控井下智能均衡生产控制阀7的井下参数或为井下智能均衡生产控制阀7充电时，再通过电缆9下入双向无线识别调控装置，使双向无线识别调控装置与井下智能均衡生产控制阀7逐个无线对接、将各个井下智能均衡生产控制阀7的监测参数通过双向无线识别调控装置无线上传至地面装置并将重新调配的生产参数和调配指令无线传输到井下智能均衡生产控制阀7中并为井下智能均衡生产控制阀7进行无线识别电磁感应充电。井下智能均衡生产控制阀7中安装的CPU集中管理系统7-7与双向无线识别调控装置之间通过双向无线射频识别来传输数据，实现对地面控制指令的接收、发出和存储以及生产数据的回传，并完成井下智能均衡生产控制阀7的流量调控系统、数据采集系统和充电式供电系统的状态逻辑判断及控制。

井下智能均衡生产控制阀7在下井前，按照油藏及井况需求对生产参数进行编程、预设计，下井后进行实时的压力、温度、流量、含水率等井下参数的测试、采集、存储，当生产参数出现变化，需要按设计要求进行校核。井下智能均衡生产控制阀7进行周期性自动智能调控时，井下智能均衡生产控制阀7的CPU集中管理系统7-7对流量调控系统发出指令，通过流量调控系统的电机运转，校核流量调控系统中调节阀片的开口度，对所处调整层的产液进行校核调控，完成自动智能调控功能。

当井下生产参数超出预设计参数额度时，井下智能均衡生产控制阀7能够接受地面调控装置对井下生产参数的人为干预、调控。人为干预、调控井下智能均衡生产控制阀7的井下参数时，双向无线识别调控装置的无线识别对接器12与井下智能均衡生产控制阀7的CPU集中管理系统7-7中的指令双向处理单元7-7-2通过双向无线射频识别对接、激活后，对流量调控系统发出指令，通过流量调控系统的电机运转，调整流量调控系统中调节阀片的开口度，对所处调整层的产液进行均衡调控，完成人为干预、调控任务。

井下智能均衡生产控制阀7中的充电式供电系统7-4设有电能转换器7-4-1和充电式电池组7-4-2，电能转换器7-4-1与充电式电池组7-4-2通过充电转换电路板连接，当井下智能均衡生产控制阀7需要充电时，双向无线识别调控装置中的无线识别电磁感应充电器11与电能转换器7-4-1对接，完成对充电式电池组7-4-2充电；充电式电池组7-4-2通过充电式供电系统7-4的连接电路与CPU集中管理系统7-7连接并通过CPU集中管理系统7-7的控制电路单元7-7-4给数据采集系统、CPU集中管理系统7-7和流量调控系统供应直流电。

分层段开采生产管柱的上方下入采油泵2，采油泵2是空心泵或者是有杆泵，当使用空心泵时，双向无线识别调控装置能够直接从空心泵中下入；当使用有杆泵时，要先起出有杆泵再下入双向无线识别调控装置。在井下智能均衡生产控制阀7所对应的油层的上方或下方通过油管串4连接扶正器6和封隔器5，在分层段开采生产管柱的底部安装丝堵8。

分层段开采生产管柱的下入施工如下述：

1、将多个井下智能均衡生产控制阀7在下井前，按照油藏及井况需求对生产参数进行相应的编程、预设计，将设定好的井下智能均衡生产控制阀7配接到分层段开采生产管柱中。

2、将配接好的用于水平井或直井的分层段开采生产管柱下入到套管1内，使各井下智能均衡生产控制阀7与所分段或分层开采的油层相对应。通过地面打压，坐封多个封隔器5，完成均衡分层段开采的分段或分层的封隔。同时，多个扶正器6对管柱也起到居中的作用，满足了生产过程中下入双向无线识别调控装置进行无线充电和无线传输、调控的要求。

3、多个封隔器5坐封验封后，在地面进行投球打压，完成丢手工具3的丢手动作，将丢手工具3以下的分层段开采生产管柱留在井内。分层段开采生产管柱的各个井下智能均衡生产控制阀7的各系统按照设计参数进行工作。

上面叙述的实施例仅仅为典型实施例，但本发明不仅限于这些实施例，本领域的技术人员可以在不偏离本发明的精神和启示下做出修改。本文所公开的方案可能存在很多变更、组合和修改，且都在本发明的范围内，因此，保护范围不仅限于上文的说明。

Claims (6)

1.油井分层段生产参数的无线监测及调控方法，是将井下智能均衡生产控制阀（7）连接在分层段开采生产管柱中，使井下智能均衡生产控制阀（7）与油层相对应并将分层段开采生产管柱通过丢手工具（3）丢手在井下；井下智能均衡生产控制阀（7）在下井前，按照油藏及井况需求对生产参数进行编程、预设置，按预设置进行周期性自动智能调控；当需要人为干预、调控井下智能均衡生产控制阀（7）的井下参数或为井下智能均衡生产控制阀（7）充电时，再通过电缆（9）下入双向无线识别调控装置，使双向无线识别调控装置与井下智能均衡生产控制阀（7）逐个无线对接、将各个井下智能均衡生产控制阀（7）的监测参数通过双向无线识别调控装置无线上传至地面装置并将重新调配的生产参数和调配指令无线传输到井下智能均衡生产控制阀（7）中并为井下智能均衡生产控制阀（7）无线识别电磁感应充电。

2.如权利要求1所述的油井分层段生产参数的无线监测及调控方法，其特征是，所述井下智能均衡生产控制阀（7）中安装的CPU集中管理系统与双向无线识别调控装置之间通过双向无线射频识别来传输数据，实现对地面控制指令的接收、发出和存储以及生产数据的回传，并完成井下智能均衡生产控制阀（7）的流量调控系统、数据采集系统和充电式供电系统（7-4）的状态逻辑判断及控制。

3.如权利要求2所述油井分层段生产参数的无线监测及调控方法，其特征是，所述井下智能均衡生产控制阀（7）进行周期性自动智能调控时，井下智能均衡生产控制阀（7）的CPU集中管理系统（7-7）对流量调控系统发出指令，通过流量调控系统的电机运转，校核流量调控系统中调节阀片的开口度，对所处调整层的产液进行校核调控，完成自动智能调控功能。

4.如权利要求3所述的油井分层段生产参数的无线监测及调控方法，其特征是，所述人为干预、调控井下智能均衡生产控制阀（7）的井下参数时，双向无线识别调控装置的无线识别对接器（12）与井下智能均衡生产控制阀（7）的CPU集中管理系统（7-7）中的指令双向处理单元（7-7-2）通过双向无线射频识别对接、激活后，对流量调控系统发出指令，通过流量调控系统的电机运转，调整流量调控系统中调节阀片的开口度，对所处调整层的产液进行均衡调控，完成人为干预、调控任务。

5.如权利要求2所述的油井分层段生产参数的无线监测及调控方法，其特征是，所述井下智能均衡生产控制阀（7）中的充电式供电系统（7-4）设有电能转换器（7-4-1）和充电式电池组（7-4-2），电能转换器（7-4-1）与充电式电池组（7-4-2）通过充电转换电路板连接，当井下智能均衡生产控制阀（7）需要充电时，双向无线识别调控装置中的无线识别电磁感应充电器（11）与电能转换器（7-4-1）对接，完成对充电式电池组（7-4-2）充电；充电式电池组（7-4-2）通过充电式供电系统（7-4）的连接电路与CPU集中管理系统（7-7）连接并通过CPU集中管理系统（7-7）的控制电路单元（7-7-4）给数据采集系统、CPU集中管理系统（7-7）和流量调控系统供应直流电。

6.如权利要求2所述的油井分层段生产参数的无线监测及调控方法，其特征是，所述分层段开采生产管柱的上方下入采油泵（2），采油泵（2）是空心泵或者是有杆泵，当使用空心泵时，双向无线识别调控装置能够直接从空心泵中下入；当使用有杆泵时，要先起出有杆泵再下入双向无线识别调控装置。