CN109252841A - 基于电磁波无线监测提高注聚井注入能力的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于电磁波无线监测提高注聚井注入能力的系统和方法，其特征在于：其包括设置在注聚井井下的井下系统和设置在注聚井井口外部的地面系统。井下系统对注聚井的井底压力数据进行监测，并根据井底压力数据发送电磁波信号至地面系统；地面系统接收电磁波信号得到实际的井底压力数据，并根据该井底压力数据对注聚井的井口注入量进行调整。本发明可以实现注聚井井底压力的实时监测，在能够实时掌握井底压力状况的情况下，就能够在保证井底压力不超过地层破裂压力的前提下，更加合理的调整聚合物溶液的井口注入量，从而有效提高注聚井的注入能力。

Description

基于电磁波无线监测提高注聚井注入能力的系统和方法

技术领域

本发明属于油田开发开采领域，特别是涉及一种基于电磁波无线监测提高注聚井注入能力的系统和方法。

背景技术

聚合物驱作为一种重要的开发方式已在油田开发中得到广泛应用，并取得了良好效果。注聚井的注入能力是合理配产配注、保障聚合物驱效果的重要指标，如何提高注聚井的注入能力是科研工作者一直以来关注的重要课题。注入能力与注入压力密切相关，在正常的注入过程中，要求井底压力不能高于地层破裂压力，以消除地层被压裂的风险，因此井底压力的监测就成为一项重要工作。然而，在实际矿场中，由于注聚井井筒管柱的复杂性，井底很难长期保持下入依靠电缆传输信号的常规压力计，井底压力监测数据匮乏，实际往往按照由地层破裂压力沿井筒折算得到的最大井口压力来控制注入量。通过这种方法控制注入过程的问题显而易见，注聚井因井口压力高而导致注入量达不到配注的情况时有发生，而实际井底压力状况却不得而知，由于沿井筒压力损失的广泛存在和复杂性，井底压力可能远未达到接近地层破裂压力的程度，客观上可能就造成了注入能力的损失。由此导致地层能量得不到及时有效补充，聚合物驱效果也就势必会受到影响。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于电磁波无线监测提高注聚井注入能力的系统和方法，该系统能够对实际井底压力进行实时监测，并根据实际压力数据对注聚井注入量进行调整，有效提高注聚井的注入能力。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于电磁波无线监测提高注聚井注入能力的系统，其包括设置在待监测注聚井井下的井下系统和设置在待监测注聚井井口外部的地面系统；所述井下系统对待监测注聚井的井底压力进行监测，并根据井底压力数据发送电磁波信号至所述地面系统；所述地面系统根据接收的电磁波信号得到实际的井底压力数据，并根据该井底压力数据对待监测注聚井的井口注入量进行调整。

所述井下系统包括井下发射器、井下中继器、压力计、供电电池和连接电路；所述压力计实时采集井底压力数据，并将采集的井底压力数据传输到所述井下发射器；所述井下发射器根据接收到的井底压力数据发出与井底压力数据相对应的电磁波信号到所述地面系统，所述井下中继器用于对传输过程中衰减的电磁波信号进行放大，所述供电电池用于对所述井下系统供电。

所述井下系统除井下中继器以外集成连接在注聚管柱上，随注聚管柱下入井底注入层位处。

所述井下中继器连接在注聚管柱上，随注聚管柱下入预定深度。

所述地面系统包括信号接发装置和工控机，所述信号接发装置接收所述井下系统上传的电磁波信号，并传输到所述工控机，并根据工控机发送的指令，在地面控制所述井下系统的开启和关闭；所述工控机内设置有数据处理系统，所述数据处理系统对所述信号接发装置接收到的电磁波信号进行处理和显示，得到实时井底压力数据，并根据实际需要发送控制指令到所述信号接发装置以控制所述井下系统的开启和关闭。

所述信号接发装置设置在待监测注聚井的井口注聚管线上。

一种基于电磁波无线监测提高注聚井注入能力的方法，其包括以下步骤：

1)安装井下系统：将井下发射器、压力计和供电电池连接集成，并将其连接在注聚管柱上，随管柱下入井底注入层位处，井下中继器也连接在注聚管柱上，随管柱下入预定深度；2)安装地面系统：将电磁波信号接发装置设置在井口注聚管线上，并通过电缆与工控机连接；3)需要监测井底压力时，利用工控机控制信号接发装置发送指令下行，开启井下发射装置；4)井下发射装置进入工作状态，根据压力计采集的井底压力数据，发送电磁波信号上行；5)地面系统对接收到的电磁波信号进行处理，得到实际井底压力数据，根据该实际井底压力数据对注聚井的井口注入量进行调整；6)井底压力数据采集、上传完毕，利用工控机控制信号接发装置发送指令下行，关闭井下发射装置；7)需要再次监测时，循环重复步骤3)-6)，实现注聚井的井底压力的实时监测。

所述步骤4)中，井下发射装置进入工作状态，根据压力计采集的井底压力数据，发送电磁波信号上行的方法，包括以下步骤：4.1)井下发射装置接收到地面信号接发装置发送的指令，进入工作状态；4.2)井下发射装置根据压力计实时采集的井底压力数据，发送电磁波信号上行；4.3)信号传输过程中，井下中继器对衰减的电磁波信号进行放大，信号继续上行。

所述步骤5)中，地面系统对接收到的电磁波信号进行处理，得到实际井底压力数据，根据该实际井底压力数据对注聚井的井口注入量进行调整的方法，包括以下步骤：5.1)信号接发装置接收到井下系统传输来的电磁波信号，并将其传输给工控机；5.2)工控机接收到信号接发装置传输来的电磁波信号后，利用数据处理系统处理、显示电磁波信号，得到实时井底压力数据；5.3)根据井底压力数据调整井口注入量，以提高该注聚井的注入能力。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明可以实现井底压力数据的无线传输，不需要井筒预置电缆传输信号，解决了常规压力计由于井筒管柱复杂性无法保持长期下入井底的难题，实现了注聚井井底压力的实时监测。2、本发明井下系统随管柱下入井底，不需要复杂作业，节约了时间和施工成本，是一种先进、直接、高效的提高注聚井注入能力的方法。3、本发明由于实际的井底压力监测不需要数据的密集监测，可以根据需要开关井下发射装置，非工作时间井下系统处于关闭状态，而且系统采用续航时间长的高能供电电池，可以实现井下系统的长期(3-5年)稳定运行，不需要频繁起下管柱，不影响正常生产。4、本发明采用电磁波无线传输方式，在井中设置有井下中继器，对衰减后的电磁波信号进行放大，可以实现井深5000m，温度150℃以内情况下的井底压力实时监测。本发明可以广泛应用于油田注聚井井底压力监测中。

附图说明

图1是本发明井底压力电磁波无线监测系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供的一种基于电磁波无线监测提高注聚井注入能力的系统，其包括设置在注聚井1井下的井下系统2和设置在注聚井1井口外部的地面系统3。井下系统2对注聚井的井底压力数据进行监测，并根据井底压力数据发送电磁波信号至地面系统3；地面系统3根据接收的电磁波信号得到实际的井底压力数据，并根据该井底压力数据对注聚井1的井口注入量进行调整。

井下系统2包括井下发射器21、井下中继器22、压力计23、供电电池24和连接电路25。其中，压力计23可实时采集井底压力数据，并将采集的井底压力数据传输到井下发射器21；井下发射器21通过连接电路25与供电电池24和压力计23相连，并根据压力计23发送的井底压力数据发出与井底压力数据相对应的电磁波信号到地面系统3；井下中继器22用于对传输过程中衰减的电磁波信号进行放大，以延伸传输距离；供电电池24用于对井下发射器21供电。

地面系统3包括信号接发装置31和工控机32，信号接发装置31用于接收井下系统2上传的电磁波信号，并传输到工控机32，并根据工控机32的发送的指令，在地面控制井下发射装置21的开启和关闭，以节省井下供电电池24的电量。工控机32内设置有数据处理系统，该数据处理系统对信号接发装置31接收到的电磁波信号进行处理和显示，得到实时井底压力数据，并根据实际需要发送控制指令到信号接发装置31以控制井下系统的开启和关闭。

作为一个优选的实施例，井下系统2除井下中继器22以外集成连接在注聚管柱上，随注聚管柱下入井底注入层位处。

作为一个优选的实施例，井下中继器22连接在注聚管柱上，随注聚管柱下入预定深度。

作为一个优选的实施例，地面系统3中，电磁波信号接发装置31设置在待监测注聚井1的井口注聚管线上。

作为一个优选的实施例，供电电池24采用续航时间长的高能供电电池，井下系统2可以长期(3-5年)稳定运行。

根据上述基于电磁波无线监测提高注聚井注入能力的系统，本发明还提供一种基于电磁波无线监测提高注聚井注入能力的方法，包括以下步骤：

1)安装井下系统：将井下发射器21、压力计23和供电电池24连接集成，并将其连接在注聚管柱上，随注聚管柱下入井底注入层位处，井下中继器22也连接在注聚管柱上，随注聚管柱下入预定深度；

2)安装地面系统：将电磁波信号接发装置31设置在井口注聚管线上，并通过电缆与工控机32连接，数据处理系统预装在工控机32上；

3)需要监测井底压力时，利用工控机32控制信号接发装置31发送指令下行，开启井下发射装置21；

4)井下发射装置21进入工作状态，根据压力计23采集的井底压力数据，发送电磁波信号上行；

实际的井底压力监测不需要数据的密集监测，可以根据需要开关井下发射装置21，非工作时间井下发射装置21处于关闭状态。具体的，包括以下步骤：

4.1)井下发射装置21接收到地面信号接发装置31发送的指令，进入工作状态；

4.2)井下发射装置21根据压力计23实时采集的井底压力数据，发送电磁波信号上行；

4.3)信号传输过程中，井下中继器22对衰减的电磁波信号进行放大，信号继续上行到达信号接发装置31。

5)地面系统3对接收到的电磁波信号进行处理，得到实际井底压力数据，根据该实际井底压力数据对注聚井1的井口注入量进行调整，具体包括以下步骤：

5.1)信号接发装置31接收到井下系统2传输来的电磁波信号，并将其传输给工控机32；

5.2)工控机32接收到信号接发装置31传输来的电磁波信号后，利用数据处理系统处理、显示电磁波信号，得到实时井底压力数据；

5.3)根据井底压力数据调整井口注入量，以提高该注聚井的注入能力。

6)井底压力数据采集、上传完毕，利用工控机32控制信号接发装置31发送指令下行，关闭井下发射装置21；

7)需要再次监测时，循环重复步骤3)-6)，实现注聚井的井底压力的实时监测。

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 (9)

1.一种基于电磁波无线监测提高注聚井注入能力的系统，其特征在于：其包括设置在待监测注聚井井下的井下系统和设置在待监测注聚井井口外部的地面系统；

所述井下系统对待监测注聚井的井底压力进行监测，并根据井底压力数据发送电磁波信号至所述地面系统；所述地面系统根据接收的电磁波信号得到实际的井底压力数据，并根据该井底压力数据对待监测注聚井的井口注入量进行调整。

2.如权利要求1所述的基于电磁波无线监测提高注聚井注入能力的系统，其特征在于：所述井下系统包括井下发射器、井下中继器、压力计、供电电池和连接电路；所述压力计实时采集井底压力数据，并将采集的井底压力数据传输到所述井下发射器；所述井下发射器根据接收到的井底压力数据发出与井底压力数据相对应的电磁波信号到所述地面系统，所述井下中继器用于对传输过程中衰减的电磁波信号进行放大，所述供电电池用于对所述井下系统供电。

3.如权利要求2所述的基于电磁波无线监测提高注聚井注入能力的系统，其特征在于：所述井下系统除井下中继器以外集成连接在注聚管柱上，随注聚管柱下入井底注入层位处。

4.如权利要求2所述的基于电磁波无线监测提高注聚井注入能力的系统，其特征在于：所述井下中继器连接在注聚管柱上，随注聚管柱下入预定深度。

5.如权利要求1所述的基于电磁波无线监测提高注聚井注入能力的系统，其特征在于：所述地面系统包括信号接发装置和工控机，所述信号接发装置接收所述井下系统上传的电磁波信号，并传输到所述工控机，并根据工控机发送的指令，在地面控制所述井下系统的开启和关闭；所述工控机内设置有数据处理系统，所述数据处理系统对所述信号接发装置接收到的电磁波信号进行处理和显示，得到实时井底压力数据，并根据实际需要发送控制指令到所述信号接发装置以控制所述井下系统的开启和关闭。

6.如权利要求5所述的基于电磁波无线监测提高注聚井注入能力的系统，其特征在于：所述信号接发装置设置在待监测注聚井的井口注聚管线上。

7.一种采用如权利要求1～6任一项所述系统的基于电磁波无线监测提高注聚井注入能力的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)安装井下系统：将井下发射器、压力计和供电电池连接集成，并将其连接在注聚管柱上，随管柱下入井底注入层位处，井下中继器也连接在注聚管柱上，随管柱下入预定深度；

2)安装地面系统：将电磁波信号接发装置设置在井口注聚管线上，并通过电缆与工控机连接；

3)需要监测井底压力时，利用工控机控制信号接发装置发送指令下行，开启井下发射装置；

4)井下发射装置进入工作状态，根据压力计采集的井底压力数据，发送电磁波信号上行；

5)地面系统对接收到的电磁波信号进行处理，得到实际井底压力数据，根据该实际井底压力数据对注聚井的井口注入量进行调整；

6)井底压力数据采集、上传完毕，利用工控机控制信号接发装置发送指令下行，关闭井下发射装置；

7)需要再次监测时，循环重复步骤3)-6)，实现注聚井的井底压力的实时监测。

8.如权利要求7所述的基于电磁波无线监测提高注聚井注入能力的方法，其特征在于：所述步骤4)中，井下发射装置进入工作状态，根据压力计采集的井底压力数据，发送电磁波信号上行的方法，包括以下步骤：

4.1)井下发射装置接收到地面信号接发装置发送的指令，进入工作状态；

4.2)井下发射装置根据压力计实时采集的井底压力数据，发送电磁波信号上行；

4.3)信号传输过程中，井下中继器对衰减的电磁波信号进行放大，信号继续上行。

9.如权利要求7所述的基于电磁波无线监测提高注聚井注入能力的方法，其特征在于：所述步骤5)中，地面系统对接收到的电磁波信号进行处理，得到实际井底压力数据，根据该实际井底压力数据对注聚井的井口注入量进行调整的方法，包括以下步骤：

5.1)信号接发装置接收到井下系统传输来的电磁波信号，并将其传输给工控机；

5.2)工控机接收到信号接发装置传输来的电磁波信号后，利用数据处理系统处理、显示电磁波信号，得到实时井底压力数据；

5.3)根据井底压力数据调整井口注入量，以提高该注聚井的注入能力。