CN108561121A - 完井用实时监测产层生产及遥控各油层产量的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种完井用实时监测产层生产及遥控各油层产量的方法及系统，其特征在于，包括以下步骤：1)对应于完井每一油层段井下监测工作筒内间隔设置若干测量传感器和液控机械开度阀；2)测量传感器实时监测油藏动态参数信号，同时位移传感器实时监测液控机械开度阀的开度位移信号；3)地面通信系统进行数据转换得到油藏动态参数数据和开度位移数据；4)地面监控系统将油藏动态参数数据和开度位移数据导入油藏模拟数据分析系统；5)油藏模拟数据分析系统确定每一液控机械开度阀计开度；6)远程控制地面液压系统控制相应液控机械开度阀的开度；7)地面监控系统确定所有液控机械开度阀均已达到设计开度，本发明可广泛用于完井技术领域中。
Description
技术领域
本发明是关于一种完井用实时监测产层生产及遥控各油层产量的方法及系统，属于完井技术领域。
背景技术
目前，中国3000米油井数量越来越多，高渗透、高含水油井也越来越多。高含水油田的“三高二低”(即油田含水率高、采出程度高、采油速度高，但采储比低、采收率低)开采矛盾越发突出，故仍有较多的剩余石油因为环境、技术等原因残留在地下造成浪费。同时，针对各大油田剩余油井分布零散、规模小、级别低，但储量总和较大的问题，采取常规技术开采不能获得良好的经济效益，油层情况变得复杂，油层更致密难以开采，导致油藏采收率低于35％。为解决上述问题，需要对油井开采过程进行精细化控制，以对油井各油层的生产动态进行实时监测和控制，最终实现油井的分层开采。
目前，在油井的分层开采方面，主要有以下几种分层采油方法：1)机械驱动式方法，通过下入控制管柱对各层段井下滑套进行开关，实现分层采油，但是机械驱动式方法作业工艺复杂、调整需要停产、效率较低，且无法对各油层的生产动态进行实时监测和控制；2)电力驱动式方法，通过电机、传动结构控制井下滑套或油嘴的位置变化，以实现分层采油方式，但是受限于生产井井口防爆、作业安全、电子元件温度压力可靠性等方面的限制；3)液压驱动式方法，被较广泛地应用于生产井分层开采流量控制方法中，但现有的液压驱动式方法存在无法进行无级流量调节的问题，或不具备地面显示井下开度阀开度的信号反馈功能，无法实现真正的闭环控制系统，进而无法真正满足实时监测、实时控制的要求。
由上述分析可以看出，现有的分层采油方法在油井的分层开采方式上均存在不同的问题，尤其是在实时监测和控制、无级调节和可靠性等方面，均需要进一步完善。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够对各油层的生产动态进行实时监测、控制以及无级调节的完井用实时监测产层生产及遥控各油层产量的方法及系统。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种完井用实时监测产层生产及遥控各油层产量的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：对应于完井的每一油层段，井下监测工作筒内间隔设置有若干封隔器将井下监测工作筒划分为若干油层段监测筒，每一油层段监测筒内均设置有一测量传感器和液控机械开度阀，并将井下监测工作筒下入完井内，其中，每一液控机械开度阀上均设置有一位移传感器；步骤2)：测量传感器实时监测完井各油层段的油藏动态参数信号并发送至地面通信系统，同时，位移传感器实时监测每一液控机械开度阀的开度位移信号并发送至地面通信系统；步骤3)：地面通信系统将接收的油藏动态参数信号和开度位移信号进行数据转换，得到油藏动态参数数据和开度位移数据后发送至地面监控系统；步骤4)：地面监控系统实时监控和存储油藏动态参数数据和开度位移数据，并将存储一定周期的油藏动态参数数据和开度位移数据导入至油藏模拟数据分析系统；步骤5)：油藏模拟数据分析系统对存储一定周期的油藏动态参数数据和开度位移数据进行油藏生产动态分析，进而确定每一液控机械开度阀的设计开度并经地面操作系统发送至远程控制地面液压系统；步骤6)：远程控制地面液压系统根据设计开度控制相应液控机械开度阀的开度；步骤7)：地面监控系统根据实时监控的开度位移数据确定所有液控机械开度阀均已达到设计开度，进而完成一次闭环的实时监测产层生产及遥控各油层产量作业。
优选地，所述步骤1)中的测量传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器和流体组分传感器。
优选地，所述步骤5)中确定每一液控机械开度阀的设计开度采用地面油井干预方法。
一种完井用实时监测产层生产及遥控各油层产量的系统，其特征在于，该系统包括井下监测工作筒、测量传感器、液控机械开度阀、地面通信系统、地面监控系统、油藏模拟数据分析系统、地面操作系统和远程控制地面液压系统；所述井下监测工作筒内间隔设置有若干封隔器将所述井下监测工作筒划分为若干油层段监测筒，每一所述油层段监测筒内均设置有一所述测量传感器和液控机械开度阀，每一所述液控机械开度阀上均设置有一位移传感器，所述测量传感器用于实时监测相应油层段的油藏动态参数信号，所述位移传感器用于实时监测相应液控机械开度阀的开度位移信号；所述地面通信系统用于将油藏动态参数信号和开度位移信号进行数据转换得到油藏动态参数数据和开度位移数据并发送至所述地面监控系统；所述地面监控系统用于实时监控和存储油藏动态参数数据和开度位移数据，并将存储一定周期的油藏动态参数数据和开度位移数据发送至所述油藏模拟数据分析系统；所述油藏模拟数据分析系统用于对存储一定周期的油藏动态参数数据和开度位移数据进行油藏生产动态分析，确定每一所述液控机械开度阀的设计开度并经所述地面操作系统发送至所述远程控制地面液压系统；所述远程控制地面液压系统用于根据设计开度控制相应所述液控机械开度阀的开度，所述地面监控系统根据实时监控的开度位移数据确定所有所述液控机械开度阀均已达到设计开度。
优选地，所述测量传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器和流体组分传感器。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明将设置有若干测量传感器和液控机械开度阀的井下监测工作筒直接下入井底油层处，能够实时了解完井各油层段的油藏动态，分别控制各油层段的生产，实现各油层段的生产动态优化，将生产调整从地面放到井下油藏处进行油藏管理，进而提高采收率、降低开发成本，最终能够解决目前中国各大油田面临的“三高二低”采油状态。2、本发明是一个闭环系统，通过油藏模拟数据分析系统得到调整方案，并将调整方案发送至远程控制地面液压系统，使各液控机械开度阀能够按照管理者的意图达到相应开度，进而控制地层-储层流体的流动，为实现信息化、智能化和自动化的数字油田奠定基础，其最终结果是能极大地增强生产优化能力和更好地管理油藏，可以广泛适用于海上、沙漠中的油田和需要多层合采或水气锥进等复杂工况的油井中。
附图说明
图1是本发明完井用实时监测产层生产及遥控各油层产量的系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供的完井用实时监测产层生产及遥控各油层产量的系统包括井下监测工作筒1、测量传感器2、液控机械开度阀3、地面通信系统4、地面监控系统5、油藏模拟数据分析系统6、地面操作系统7和远程控制地面液压系统8，其中，测量传感器2包括温度传感器、压力传感器、流量传感器和流体组分传感器等，地面通信系统4、地面监控系统5、油藏模拟数据分析系统6、地面操作系统7和远程控制地面液压系统8均为现有技术，具体结构在此不做赘述。
井下监测工作筒1内间隔设置有若干封隔器11将井下监测工作筒1划分为若干油层段监测筒，每一油层段监测筒内均设置有一测量传感器2和液控机械开度阀3，每一液控机械开度阀3上均设置有一位移传感器31，测量传感器2用于实时监测相应油层段的油藏动态参数信号并通过井下通信电缆9发送至地面通信系统4，位移传感器31用于实时监测相应液控机械开度阀3的开度位移信号并通过井下通信电缆9发送至地面通信系统4。
地面通信系统4用于将接收的油藏动态参数信号和开度位移信号进行数据转换，得到油藏动态参数数据和开度位移数据并发送至地面监控系统5。
地面监控系统5用于实时监控和存储油藏动态参数数据和开度位移数据，并将存储一定周期(例如三个月，可以根据实际情况进行设定)的油藏动态参数数据和开度位移数据发送至油藏模拟数据分析系统6。
油藏模拟数据分析系统6用于根据地面油井干预方法对油藏动态参数数据和开度位移数据进行油藏生产动态分析，确定每一液控机械开度阀3的设计开度即得到调整方案，并将调整方案经地面操作系统7发送至远程控制地面液压系统8。
远程控制地面液压系统8用于根据调整方案通过相应液压管线控制相应液控机械开度阀3的开度，地面监控系统5根据实时监控的开度位移数据确定所有液控机械开度阀3均已达到调整方案中的设计开度。
基于上述完井用实时监测产层生产及遥控各油层产量的系统，本发明还提供一种完井用实时监测产层生产及遥控各油层产量的方法，包括以下步骤：
1)对应于完井的每一油层段，井下监测工作筒1内间隔设置有若干封隔器11将井下监测工作筒1划分为若干油层段监测筒，每一油层段监测筒内均设置有一测量传感器2和液控机械开度阀3，并将井下监测工作筒1下入完井内，其中，每一液控机械开度阀3上均设置有一位移传感器31。
2)测量传感器2实时监测完井各油层段的油藏动态参数信号并通过井下通信电缆9发送至地面通信系统4，其中，油藏动态参数信号包括该油层段的产液温度值、该油层段井下监测工作筒1内外的压力值、进入该油层段的产液流量值及产液流体组分数值等。
3)同时，位移传感器31实时监测每一液控机械开度阀3的开度位移信号并通过井下通信电缆9发送至地面通信系统4。
4)地面通信系统4将接收的油藏动态参数信号和开度位移信号进行数据转换，得到油藏动态参数数据和开度位移数据后发送至地面监控系统5。
5)地面监控系统5实时监控和存储油藏动态参数数据和开度位移数据，并将存储一定周期的油藏动态参数数据和开度位移数据导入至油藏模拟数据分析系统6。
6)油藏模拟数据分析系统6对存储一定周期的油藏动态参数数据和开度位移数据进行油藏生产动态分析，进而确定每一液控机械开度阀3的设计开度即得到调整方案，并将调整方案经地面操作系统7发送电信号至远程控制地面液压系统8。
7)远程控制地面液压系统8根据调整方案通过相应液压管线控制相应液控机械开度阀3的开度。
8)地面监控系统5根据实时监控的开度位移数据确定所有液控机械开度阀3均已达到调整方案中的设计开度，完成一次闭环的实时监测产层生产及遥控各油层产量作业。
上述步骤1)中，测量传感器2包括温度传感器、压力传感器、流量传感器和流体组分传感器等。
上述步骤6)中，油藏模拟数据分析系统6采用现有技术中的地面油井干预方法确定每一液控机械开度阀3的设计开度。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (5)
1.一种完井用实时监测产层生产及遥控各油层产量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：对应于完井的每一油层段，井下监测工作筒内间隔设置有若干封隔器将井下监测工作筒划分为若干油层段监测筒，每一油层段监测筒内均设置有一测量传感器和液控机械开度阀，并将井下监测工作筒下入完井内，其中，每一液控机械开度阀上均设置有一位移传感器；
步骤2)：测量传感器实时监测完井各油层段的油藏动态参数信号并发送至地面通信系统，同时，位移传感器实时监测每一液控机械开度阀的开度位移信号并发送至地面通信系统；
步骤3)：地面通信系统将接收的油藏动态参数信号和开度位移信号进行数据转换，得到油藏动态参数数据和开度位移数据后发送至地面监控系统；
步骤4)：地面监控系统实时监控和存储油藏动态参数数据和开度位移数据，并将存储一定周期的油藏动态参数数据和开度位移数据导入至油藏模拟数据分析系统；
步骤5)：油藏模拟数据分析系统对存储一定周期的油藏动态参数数据和开度位移数据进行油藏生产动态分析，进而确定每一液控机械开度阀的设计开度并经地面操作系统发送至远程控制地面液压系统；
步骤6)：远程控制地面液压系统根据设计开度控制相应液控机械开度阀的开度；
步骤7)：地面监控系统根据实时监控的开度位移数据确定所有液控机械开度阀均已达到设计开度，进而完成一次闭环的实时监测产层生产及遥控各油层产量作业。
2.如权利要求1所述的一种完井用实时监测产层生产及遥控各油层产量的方法，其特征在于，所述步骤1)中的测量传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器和流体组分传感器。
3.如权利要求1所述的一种完井用实时监测产层生产及遥控各油层产量的方法，其特征在于，所述步骤5)中确定每一液控机械开度阀的设计开度采用地面油井干预方法。
4.一种完井用实时监测产层生产及遥控各油层产量的系统，其特征在于，该系统包括井下监测工作筒、测量传感器、液控机械开度阀、地面通信系统、地面监控系统、油藏模拟数据分析系统、地面操作系统和远程控制地面液压系统；
所述井下监测工作筒内间隔设置有若干封隔器将所述井下监测工作筒划分为若干油层段监测筒，每一所述油层段监测筒内均设置有一所述测量传感器和液控机械开度阀，每一所述液控机械开度阀上均设置有一位移传感器，所述测量传感器用于实时监测相应油层段的油藏动态参数信号，所述位移传感器用于实时监测相应液控机械开度阀的开度位移信号；
所述地面通信系统用于将油藏动态参数信号和开度位移信号进行数据转换得到油藏动态参数数据和开度位移数据并发送至所述地面监控系统；
所述地面监控系统用于实时监控和存储油藏动态参数数据和开度位移数据，并将存储一定周期的油藏动态参数数据和开度位移数据发送至所述油藏模拟数据分析系统；
所述油藏模拟数据分析系统用于对存储一定周期的油藏动态参数数据和开度位移数据进行油藏生产动态分析，确定每一所述液控机械开度阀的设计开度并经所述地面操作系统发送至所述远程控制地面液压系统；
所述远程控制地面液压系统用于根据设计开度控制相应所述液控机械开度阀的开度，所述地面监控系统根据实时监控的开度位移数据确定所有所述液控机械开度阀均已达到设计开度。
5.如权利要求4所述的一种完井用实时监测产层生产及遥控各油层产量的系统，其特征在于，所述测量传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器和流体组分传感器。
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