CN113323641B - 满足多种采气工艺的自动组合注剂系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种满足多种采气工艺的自动组合注剂系统，包括：与不同化学药剂分别对应的多条出液通道；高压泵，其吸液口与出液通道下游连接；加注组，其包括通入采气井的油管/套管的第一/第二加注通道，加注通道上游与高压泵排液口连接；控制器，用于确定采气工艺实施中不同注剂阶段、及每个阶段所需的注剂通道，将当前注剂阶段所需种类的药剂通过注剂通道输送到待注入管道内，其中，可注入当前药剂的出液通道、高压泵和待注入管道对应的加注通道组合构成为注剂通道。本发明满足多种采气工艺的自动加药需求，降低了成本，降低人员劳动强度，提高劳动效率，加药技术管理精细、人性化。

Description

满足多种采气工艺的自动组合注剂系统与方法

技术领域

本发明涉及石油天然气开采技术领域，具体地说，是涉及一种满足多种采气工艺的自动组合注剂系统与方法。

背景技术

天然气井在开采过程中会面临井底积液、井筒堵塞、井底污染等诸多问题，导致气井减产甚至停产，降低气藏采收率。为了维持气井正常稳产，往往需要介入泡沫排液、井筒解堵、井底净化等多种采气工艺。传统的做法是将各个采气工艺分开考虑，每种采气工艺各自采用独立的泵注或车注系统，管理分散，设备重复，成本高，劳动强度大。在实际应用过程中，随着数字油田的推行，采气工艺需要向自动化、集中化、协同化、精细化方向发展，要求开发应适用于多种采气工艺的自动组合注剂系统。其难度主要体现在“一套泵注系统，在不同时间、一个或多个气井中自动泵注不同药剂，且互不干扰”。

在现有技术中，大多技术方案是集中于单个泡排工艺、单一药剂的加注，不满足多种采气工艺、多种药剂的自动组合加注。这样，使得加注效率低、人力投入大、设备种类多，易造成人为操作引起的跑冒滴漏现象和地面药剂滞留引起的污染风险。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种满足多种采气工艺的自动组合注剂系统，包括：与不同化学药剂分别对应的多条出液通道；高压泵，其吸液口与所述出液通道的流出端连接；加注组，其包括分别通入采气井的油管和套管的第一加注通道和第二加注通道，所述加注通道的流入端与所述高压泵的排液口连接；与所述多条出液通道、所述高压泵和所述加注组连接的控制器，所述控制器用于确定采气工艺实施中不同注剂阶段、及每个阶段所需的注剂通道，并将当前阶段所需种类的药剂通过所述注剂通道输送到待注入管道内，其中，可注入当前药剂的所述出液通道、所述高压泵、和所述待注入管道对应的所述加注通道组合构成为所述注剂通道。

优选地，所述出液通道设置有：药剂罐、和与所述药剂罐对应连接的出液阀，所述药剂罐装有预设种类的药剂，其中，在所述多条出液通道中，每条出液通道内的所述出液阀构成为出液阀组，所述出液阀组内的各个单阀形成为所述出液阀。

优选地，所述加注通道设置有注剂阀，其中，在所述第一加注通道和所述第二加注通道内的所述注剂阀构成为注剂阀组，所述注剂阀组内的各个单阀形成为所述注剂阀。

优选地，所述系统还包括：清洗模块，其中，所述清洗模块设置有清洗阀和清洗罐，所述清洗罐的出液口通过所述清洗阀与所述高压泵的吸液口连接，所述清洗罐的回液口与所述高压泵的排液口连接。

优选地，所述系统还包括：排空阀，所述清洗罐的回液口通过所述排空阀与所述高压泵的排液口连接。

优选地，所述加注通道还包括：设置于所述注剂阀与井口处油管或套管之间的单向阀，所述单向阀用于平衡当前加注通道内的压力。

优选地，所述控制器，其按照如下步骤完成单次注剂阶段：控制所述多条出液通道、所述加注通道和所述清洗模块内的所有阀保持关闭状态；根据当前注剂阶段对应的单次注剂参数和指定的所述注剂通道，控制所述注剂通道中的出液通道内的出液阀和所述加注通道内的注剂阀打开，而后控制所述高压泵启动，并在满足所述单次注剂参数的情况下将当前药剂经过所述注剂通道注入待注入管道，加注结束后控制所述高压泵停泵；依次控制所述出液阀关闭、所述清洗阀打开和所述高压泵启动，将清洗液注入当前所述待注入管道，以清洗注剂管线，直至清洗结束时，控制所述高压泵停泵；在清洗结束后，依次控制所述排空阀关闭和所述注剂阀关闭，而后，控制所述排空阀打开，对所述注剂管线泄压，泄压完成后关闭所述排空阀。

优选地，所述加注组为多组，以对多口气井完成自动加注。

优选地，所述控制器，其进一步按照如下步骤确定当前注剂阶段对应的指定注剂通道：获取并解析注剂需求，得到一个或多个施工事件，并确定每个事件的采气工艺类型和待作业气井；利用预设的针对不同气井工艺的事件模型，为每个事件中涉及的每个注剂阶段配置相应的单次注剂参数和待注入管道，其中，所述单次注剂参数包括当前待注入药剂的类型、加注启动时间、加注时长和加注量；根据所述单次注剂参数中的药剂类型，筛选出当前药剂所在的出液通道、和所述待作业气井内相应的待注入管道，从而确定所述注剂通道。

另一方面，本发明还提出了一种根据上述所述自动组合注剂系统的自动组合注剂方法，所述方法包括：确定采气工艺实施中不同注剂阶段、及每个阶段所需的注剂通道，其中，与不同化学药剂分别对应的多条出液通道中的可注入当前药剂的出液通道、高压泵和加注组中与待注入管道对应的加注通道组合构成为所述注剂通道；将当前注剂阶段所需种类的药剂通过所述注剂通道输送到与所述待注入管道。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

本发明公开了一种能够满足多种采气工艺的自动组合注剂系统与方法。该系统与方法根据注剂需求，能够从多条出液通道、多条加注通道中自动组合形成为相应的指定注剂通道，以将可通入满足当前注剂阶段需求的药剂直接泵注到指定采气井对应的油管或套管内，通过自由组合成不同的注剂通道、并在不同注剂通道之间自由切换的方式，满足泡沫排液、井筒解堵、井底净化等多种采气工艺的自动加药，从设备源头、车辆动用、劳动用工方面降低了成本、人员劳动强度降低、劳动效率更高、加药技术管理更精细、更人性。进一步，本发明能够针对不同采气工艺的多种药剂自动协同加注，如泡排与井底净化联作、自生能量泡排剂加注等，比单一采气工艺更高效，延长气井寿命。另外，本发明利用自动加药功能，降低了人为操作引起的跑冒滴漏现象；利用自动清洗管路功能，减少了地面药剂滞留引起的污染风险，且消除了不同药剂加注时的相互干扰，更环保。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本申请实施例的满足多种采气工艺的自动组合注剂系统的整体结构示意图。

图2为本申请实施例的满足多种采气工艺的自动组合注剂系统的具体结构示意图。

图3为本申请实施例的满足多种采气工艺的自动组合注剂方法的步骤图。

图4为本申请实施例的满足多种采气工艺的自动组合注剂方法的具体流程图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

天然气井在开采过程中会面临井底积液、井筒堵塞、井底污染等诸多问题，导致气井减产甚至停产，降低气藏采收率。为了维持气井正常稳产，往往需要介入泡沫排液、井筒解堵、井底净化等多种采气工艺。传统的做法是将各个采气工艺分开考虑，每种采气工艺各自采用独立的泵注或车注系统，管理分散，设备重复，成本高，劳动强度大。在实际应用过程中，随着数字油田的推行，采气工艺需要向自动化、集中化、协同化、精细化方向发展，要求开发应适用于多种采气工艺的自动组合注剂系统。其难度主要体现在“一套泵注系统，在不同时间、一个或多个气井中自动泵注不同药剂，且互不干扰”。

在现有技术中，大多技术方案是集中于单个泡排工艺、单一药剂的加注，不满足多种采气工艺、多种药剂的自动组合加注。这样，使得加注效率低、人力投入大、设备种类多，易造成人为操作引起的跑冒滴漏现象和地面药剂滞留引起的污染风险。

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于采气工艺的自动组合注剂系统与方法。该系统与方法在确定好当前包括注入药剂类型、需要注入当前药剂的气井和当前药剂需要注入到当前气井的油管或套管(待注入管道)在内的注入需求后，从可通入不同种类的化学药剂的多条出液通道(每条出液通道能够注入一种预设种类的药剂)中筛选出能够注入当前药剂类型的出液通道、以及从多条加注通道(多条加注通道包括：与至少一个气井内油管连通的第一加注通道、与至少一个气井内套管连通的第二加注通道)中筛选出与当前需要注入当前药剂的气井内的待注入管道对应的加注通道，从而在筛选后的出液通道、高压泵和筛选后的加注通道形成为的注剂通道内，将当前药剂通入到待注入管道内。这样，本发明中的自动组合注剂系统能够利用多条出液通道和多条加注通道构成，在确定好当前注入需求后，直接组合成满足当前注剂需求的注剂通道，从而完成自动注剂过程。

另外，本发明所述的自动组合注剂系统与方法还能够利用清洗模块在结束当前注剂通道的注剂过程后，对注剂管线进行残液清洗处理，从而在再次获得新的注剂需求后，无需人工进行管线清洗、更换注剂工艺设备等操作，直接根据新的注剂需求自动选取新的注剂通道，完成另一种采气工艺下的自动注剂过程或者前次注剂阶段的后续注剂阶段等。这样，利用能够实现不同出液通道的自动切换、和不同加注通道的自动切换，组合成不同的加注通道，完成可满足针对多口气井的多种采气工艺的自动组合注剂过程。

需要说明的是，从上述背景技术中可知，采气工艺具有多种类型，每种类型的采气工艺需要依次通入不同类型的药剂，也就是说，需要在一种采气工艺施工过程中，依次利用符合当前工艺的注剂顺序，连续执行多次单次注剂阶段，每种注剂阶段需要向气井油管或套管中注入相应类型的药剂。例如，针对井筒解堵工艺而言，如果反复性的出现有机物堵塞，则定期向油管或套管注入注醇液解堵剂；如果反复性的出现无机物堵塞，则定期向油管或套管注入酸液解堵剂；如果出现硫堵现象，则定期向油管或套管注入溶硫液解堵剂。其中，对于油管与套管不连通的井，从油管注入相应药剂；对于利用油管采气的井，从套管注入相应药剂；对于利用套管采气的井，从油管注入相应药剂，等等。因此，在当前注剂需求为向当前气井实施井筒解堵工艺施工时，其中，该气井出现硫堵现象，那么当前注剂需求，包括：在第一时刻下向气井油管注入溶硫液解堵剂、在第二时刻下向气井油管注入溶硫液解堵剂、在第三时刻下向气井油管注入溶硫液解堵剂的三个单次注剂阶段。

图1为本申请实施例的满足多种采气工艺的自动组合注剂系统的整体结构示意图。如图1所示，本发明实施例中的自动组合注剂系统，至少包括：多条出液通道10、高压泵20、加注组30和控制器40。每条出液通道10对应有一种类型的药剂，可通入相应类型的药剂。出液通道10的条数与各类采气工艺所需的常用药剂的种类相一致。多条出液通道10之间形成流入端不连接且流出端连接的并联连接关系，所有出液通道10的流出端与高压泵的吸液口连接。加注组为多条加注通道，一组加注组30对应有一口气井。其中，加注组30进一步包括：第一加注通道31和第二加注通道32，加注通道31、32的流出端分别与气井井口处的油管、套管连通。第一加注通道31和第二加注通道32形成为流入端连接的并联连接关系，所有加注通道31、32的流入端与高压泵20的排液口连接。控制器40与多条出液通道10、高压泵20和加注组30连接。控制器40用于确定采气工艺施工内按照当前工艺类型相符的注剂顺序排列的不同注剂阶段、以及每次注剂阶段所需的(指定)注剂通道，而后，将当前注剂阶段所需种类的药剂通过(指定)注剂通道输送到待注入管道内。其中，可注入当前药剂的出液通道10、高压泵20和与待注入管道连通的第一加注通道31或第二加注通道32，组合构成为(指定)注剂通道。在本发明实施例中，高压泵20的压力范围为大于1MPa且小于30MPa，优选为高压柱塞泵。

这样，通过对高压泵20的启停状态控制，能够在知晓当前包括采气工艺类型、目标气井编号在内的注剂需求后，就能够从多条出液通道10中选取出当前注剂阶段所需的药剂类型对应的出液通道10、从加注组中选取出待注入管道(即当前注剂阶段需要将药剂注入到的待作业气井的油管或套管)对应的第一加注通道31或第二加注通道32，从而在构成为当前注剂阶段指定的注剂通道，以完成将当前气井作为待作业气井的各种采气工艺。

另外，本发明实施例所述的自动组合注剂系统还能够包括多组加注组30。此时，主要在获取到在注剂需求后，确定当前工艺所对应的一个或多个待作业气井，并将采气工艺类型和一个或多个待作业气井进行关联，确定出依次对相应的待作业气井的工艺施工类型，将针对一个待作业气井的采气工艺施工作为一个施工事件，将所有施工事件按照待作业气井的编号的顺序进行排序，将当前注剂需求解析成按照待作业气井的编号的顺序排序的多个施工事件，每个施工事件需要针对当前待作业气井进行相应的采气工艺施工。

这样，本发明不仅能够自动组合选取满足各种采气工艺中单次注剂阶段对应的指定的注剂通道，还能够针对不同的待作业对象进行切换操作，使得本发明还能够针对多口气井完成多种采气工艺施工，在采气工艺类型和多个作业对象的层面上完成自动组合注剂过程，大大提高了现有注剂设备的适应范围。

图2为本申请实施例的满足多种采气工艺的自动组合注剂系统的具体结构示意图。下面结合图1和图2，对本发明实施例中所述的自动组合注剂系统的结构和功能进行详细说明。

如图2所述，每个出液通道10设置有药剂罐11和与药剂罐11对应连通的出液阀12。不同的药剂罐11分别装有多种采气工艺所需的各种药剂，每个药剂罐11装有一种药剂，相应的形成为可注入该种类药剂的出液通道10。出液阀12为电动阀，多条出液通道10内的出液阀12共同集成于出液阀组内，且出液阀组内的各个单阀形成为出液通道10内的出液阀12。每条加注通道31、32设置有注剂阀301。注剂阀301的第一端与高压泵20的排液口连通，注剂阀301的第二端与气井井口处的油管或套管连通。注剂阀301为电动阀，多条加注通道31、32内的注剂阀301共同集成于注剂阀组内，且注剂阀组内的各个单阀形成为加注通道31、32内的注剂阀301。

其中，每条加注通道31、32还设置有单向阀302。具体地，单向阀302位于注剂阀301与井口处油管或套管之间，主要用于平衡当前加注通道内的短时大流量所带来的压力。

进一步，为了能够满足一种采气工艺施工中不同注剂阶段之间的衔接需求，提高下一注剂阶段的注剂效果，在当前注剂阶段中药剂通入量达到预先设定好的加注量后，加注结束，利用下述清洗模块对注剂管线进行清洗。因此，本发明实施例所述的自动组合注剂系统，还包括：清洗模块50。如图2所示，清洗模块50包括：清洗阀52和清洗罐51。清洗罐51内装有清洗液。清洗罐51的出液口通过清洗阀与高压泵20的吸液口连接，清洗罐51的回液口与高压泵20的排液口连接。在清洗注剂管线时，关闭所有出液阀12，控制清洗阀52处于打开状态，启动高压泵20后，清洗液通过高压泵20所在通路流入当前注剂阶段对应的加注通道，并经过当前加注通道31、32流入相应的气井油管或套管中，对当前注剂阶段的注剂管线内的残余药剂进行清洗。

进一步，上述清洗模块50还包括：排空阀53。其中，排空阀53设置于清洗罐51的回液口与高压泵20的排液口之间的通路中。清洗罐51的回液口通过排空阀53与高压泵20的排液口连接。排空阀53用于在当前注剂阶段的清洗过程结束后打开，以为清洗后的注剂管线泄压。另外，排空阀53还用于在当前注剂阶段的清洗后的泄压过程完成后，关闭，从而顺利进入到下一注剂阶段。

此外，上述清洗模块50还包括：安全阀54。安全阀54与排空阀53并联连接，用于在高压泵20与清洗罐51的回液口之间的管线内的压力超过预设安全阈值时打开，以对该管线内的压力进行保护，从而防止该管线内压力过大。

进一步，本发明实施例所述的自动组合注剂系统还包括：总阀、压力传感器组和液位传感器组(未图示)。如图2所示，总阀设置于高压泵20的排液口与加注通道31、32之间的通路上，在自动组合注剂系统进行采气工艺施工时处于打开状态；在系统停用(非采气工艺施工阶段、药剂灌入药剂罐等系统停用时间段)时，处于关闭状态。压力传感器组包括：分布于系统不同位置处的压力传感器，每个压力传感器与控制器40连接。具体包括：设置于高压泵20(下游)排液口的压力传感器、设置于采气井井口油管处的压力传感器和设置于采气井井口套管处的压力传感器。控制器40还用于监测各处的压力参数，以监控整个采气工艺施工过程。液位传感器组包括：分布于系统不同位置处的液位传感器，每个液位传感器与控制器40连接。具体包括：分别设置于每个药剂罐11的液位传感器、和设置于清洗罐51的液位传感器。控制器40还用于监测各处的液位参数，以在药剂或清洗液的不足时，及时补充，从而保障各类采气工艺施工的顺利实施。

在对本发明实施例所述的自动组合注剂系统的结构进行说明后，参考图4，对控制器40的工作流程进行详细说明。图4为本申请实施例的满足多种采气工艺的自动组合注剂方法的具体流程图。图4展示了基于自动组合注剂系统的相对应的系统控制方法。

首先，控制器40用于确定当前采气工艺施工中所涉及的每个注剂阶段对应的注剂通道。具体地，如图4所示，步骤S401获取并解析当前用户输入的注剂需求，得到一个或多个施工事件(将一个气井对应的一类采气工艺作为一个施工事件)，确定每个施工事件的采气工艺类型和待作业气井的编号。而后，步骤S402(按照注剂需求中的所有待作业气井的编号并结合不同采气工艺类型的编号)对所有施工事件进行排序，得到相应的施工序列，从而进入到步骤S403中。需要说明的是，由于注剂需求中所涉及的待作业气井的数量可能为一个或多个，针对同一待作业气井的采气工艺类型也可能为一个或多个，因此，优选地，本发明在对施工事件进行排序时，需要先按照不同采气工艺类型的编号，针对同一待作业气井进行采气工艺类型排序(如果需求中只涉及一类工艺，则无需进行工艺类型排序，直接进行后续的待作业气井排序)，再按照待作业气井的编号进行待作业气井的排序。

步骤S403控制器40用于利用预设的针对不同类型气井工艺的事件模型，为每个事件中涉及的每个注剂阶段配置相应的单次注剂参数，而后，步骤S404将所有施工事件的注剂阶段进行排序，并将每个注剂阶段标记有相应的阶段序号。其中，单次注剂参数包括当前待注入药剂的类型、加注启动时间、加注时长和加注量。在本发明实施例中，控制器40预先存储有针对不同气井工艺类型的事件模型，每个事件模型包含有当前类气井工艺中、所涉及的(满足预设的注剂顺序的)多次单次注剂阶段对应的单次注剂参数；和待注入管道。其中，事件模型包括：起泡剂加注工艺模型、自生气起泡剂加注工艺模型、井底净化工艺模型、井筒解堵工艺模型和井筒防冻工艺模型等。

进一步，由于利用不同的事件模型，将每个施工事件分解为了按照与工艺类型相符的注剂顺序排列的多个单次注剂阶段，因而，在步骤S404中，结合上述步骤S402中的施工事件排列结果，将所有施工事件中的多个单次注剂阶段进行排列，并将每个单次注剂阶段标记上相应的阶段序号，而后进入到步骤S405中。

接下来，步骤S405控制器40用于根据单次注剂参数中的药剂类型，筛选出当前药剂所在的出液通道、和待作业气井内相应的待注入管道，从而确定出每个单次注剂阶段对应的指定的注剂通道，得到针对每个单次注剂阶段的指定通道信息，从而将每个指定通道信息匹配到相应的阶段序号下，继而得到每个单次注剂阶段对应的指定通道信息和单次注剂参数。其中，指定通道信息包括：当前单次注剂阶段对应的药剂类型所在的出液通道中出液阀的编号(即为指定出液阀编号)、和与当前单次注剂阶段对应的待注入管道连通的加注通道内注剂阀的编号(即为指定注剂阀编号)。

在确定出注剂需求中所有单次注剂阶段对应的指定通道信息和单次注剂参数后，进入到步骤S406中，进一步需要按照步骤S406～步骤S410依次完成针对每个单次注剂阶段的注剂作业过程。具体地，步骤S406控制器40用于识别当前阶段序号，并提取当前阶段序号对应的指定通道信息和单次注剂参数，并控制所有出液通道10、所有加注通道20和清洗模块50内的所有阀保持关闭状态，从而为当前单次注剂阶段的注剂施工进行设备初始化配置，而后，进入到步骤S407中。

步骤S407控制器40用于根据当前注剂阶段对应的单次注剂参数和表示当前注剂通道的指定通道信息，控制当前指定注剂通道中出液通道10内的出液阀12、加注通道31、32内的注剂阀301打开，而后控制高压泵20启动，并在满足单次注剂参数的情况下将当前药剂经过当前指定注剂通道注入待注入管道内，直至使得满足到达井下的当前药剂的注入量到达预设的加注量、并保持加注时长等条件后，加注结束后，控制高压泵20停泵。这样，便完成了针对当前单次注剂阶段的药剂加注操作，从而进入到步骤S408中。

步骤S408控制器40用于依次控制当前指定注剂通道中出液通道10内的出液阀12关闭、清洗阀打开、以及高压泵20启动，将清洗液从清洗罐21中抽出使得清洗液经过当前指定注剂通道通入当前待注入管道内，按照预设的清洗程序，清洗药剂加注操作中药剂所流过的注剂管线内的残余药剂，直至清洗结束时，主动控制高压泵20停泵。这样，便完成了针对当前单次注剂阶段的管线清洗操作，从而进入到步骤S409中。

步骤S409控制器40用于在清洗结束后，依次控制排空阀52关闭、和指定注剂通道内的注剂阀301关闭，而后，控制排空阀52打开，对步骤S408中清洗过的注剂管线进行泄压操作，根据当前待注入管道井口处的压力传感器和高压泵20排液口处的压力传感器的数据，判断当前泄压操作是否完成，在泄压完成后，再次关闭排空阀50，以保障下一单次注剂阶段的注剂施工的安全、顺利实施。这样，通过上述步骤S406～步骤S409完成了此次单次注剂阶段的所有注剂施工过程，而后进入到步骤S410中。

步骤S410控制器40用于根据当前结束的单次注剂阶段对应的阶段序号，判断是否完成注剂需求中所有的单次注剂阶段的注剂施工过程，若完成所有单次注剂阶段的施工，则结束自动组合注剂系统的运行；若未完成，则返回步骤S406中，进入下一个单次注剂阶段的注剂施工流程。

这样，控制器40通过上述步骤S401～步骤S410，完成了满足当前注剂需求的所有施工任务的控制过程。

下面以利用本发明所述的自动组合注剂系统应用于不同的采气工艺为例，说明实施满足相应注剂需求的施工时所对应的过程。

当需要定期对多口采气井口加注不同类型的起泡剂时，将不同类型的起泡剂分别装入不同的药剂罐中，此时，解析注剂需求后，将需要向单口气井实施起泡剂加注工艺作为一个施工事件，按照气井编号对施工事件进行排序，利用起泡剂加注工艺模型，确定每个施工事件中向单口气井的油管或套管内自动加注每种药剂作为一个单次注剂阶段，每个单次注剂阶段按照上述步骤S406～步骤S409进行控制。

当需要定期对单口采气井加注自生气起泡剂时，将主反应剂和酸性催化剂分别装入不同的药剂罐中，此时，注剂需求为向单口气井进实施自生气起泡剂加注工艺，并将其作为一个施工事件，利用自生气起泡剂加注工艺模型，当前施工事件分别为先向油管泵入主反应剂的单次注剂阶段，再向油管或套管泵入酸性催化剂的单次注剂阶段，每个单次注剂阶段按照上述步骤S406～步骤S409进行控制。

当需要定期向多口采气井套管泵注净化药剂时，尤其对于泡排剂存在井下乳化的情况，将破乳剂和起泡剂分别装入不同的药剂罐中，此时，解析注剂需求后，将需要向单口气井实施井底净化工艺作为一个施工事件，按照气井编号对施工事件进行排序，利用井底净化工艺模型，将每个施工事件分解为：先向当前单口气井的套管加注起泡剂、再向当前单口气井的套管加注破乳剂的两个单次注剂阶段，每个单次注剂阶段按照上述步骤S406～步骤S409进行控制。

当需要定期向多口采气井加注防冻剂来预防注剂管线结冰堵塞时，将防冻剂与其他化学药剂分别装入不同的药剂罐中，此时，解析注剂需求后，将需要向单口气井实施井筒防冻工艺作为一个施工事件，按照气井编号对施工事件进行排序，利用井筒防冻工艺模型，将每个施工事件分解为：向当前单口气井的套管加其他化学剂、向当前单口气井的套管加防冻剂、向当前单口气井的油管加其他化学剂、向当前单口气井的油管加防冻剂的四个单次注剂阶段，每个单次注剂阶段按照上述步骤S406～步骤S409进行控制，从而预防注剂管结冰。需要说明的是，上述在针对多口采气井加注防冻剂来预防注剂管线结冰堵塞时，施工事件内各单次注剂阶段的顺序是可变化的，其中，其他化学剂和防冻剂的加注顺序可变，加注通道也可选(可选择是加注到油管还是套管)，本发明对此顺序不作具体限定。

另外，基于上述自动组合注剂系统，本发明还提出了一种自动组合注剂方法。图3为本申请实施例的满足多种采气工艺的自动组合注剂方法的步骤图。如图3所述，步骤S310确定采气工艺实施中所涉及的不同注剂阶段、及每次注剂阶段所需的注剂通道。其中，与不同化学药剂分别对应的多条出液通道中的可注入当前药剂的出液通道10、高压泵20和加注组30中与待注入管道对应的加注通道31、32组合构成为当前指定的注剂通道。步骤S320将当前注剂阶段所需种类的药剂通过当前指定的注剂通道输送到与待注入管道。需要说明的是，本发明实施例所述的自动组合注剂方法的具体流程，参见图4中所述的步骤S401～步骤S410，故在此不做赘述。

本发明提出了一种能够满足多种采气工艺的自动组合注剂系统与方法。该系统与方法根据注剂需求，能够从多条出液通道、多条加注通道中自动组合形成为相应的指定注剂通道，以将可通入满足当前注剂阶段需求的药剂直接泵注到指定采气井对应的油管或套管内，通过自由组合成不同的注剂通道、并在不同注剂通道之间自由切换的方式，满足泡沫排液、井筒解堵、井底净化等多种采气工艺的自动加药，从设备源头、车辆动用、劳动用工方面降低了成本、人员劳动强度降低、劳动效率更高、加药技术管理更精细、更人性。进一步，本发明能够针对不同采气工艺的多种药剂自动协同加注，如泡排与井底净化联作、自生能量泡排剂加注等，比单一采气工艺更高效，延长气井寿命。另外，本发明利用自动加药功能，降低了人为操作引起的跑冒滴漏现象；利用自动清洗管路功能，减少了地面药剂滞留引起的污染风险，且消除了不同药剂加注时的相互干扰，更环保。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种满足多种采气工艺的自动组合注剂系统，其特征在于，包括：

与不同化学药剂分别对应的多条出液通道；

高压泵，其吸液口与所述出液通道的流出端连接；

加注组，其包括分别通入采气井的油管和套管的第一加注通道和第二加注通道，所述加注通道的流入端与所述高压泵的排液口连接；

与所述多条出液通道、所述高压泵和所述加注组连接的控制器，所述控制器用于确定采气工艺实施中不同注剂阶段、及每个阶段所需的注剂通道，并将当前阶段所需种类的药剂通过所述注剂通道输送到待注入管道内，其中，可注入当前药剂的所述出液通道、所述高压泵、和所述待注入管道对应的所述加注通道组合构成为所述注剂通道；

清洗模块，所述清洗模块设置有清洗阀、清洗罐和排空阀，所述清洗罐的出液口通过所述清洗阀与所述高压泵的吸液口连接，所述清洗罐的回液口与所述高压泵的排液口连接，所述清洗罐的回液口通过所述排空阀与所述高压泵的排液口连接，其中，所述加注组为多组，以对多口气井完成自动加注，所述控制器，其还按照如下步骤确定当前注剂阶段对应的指定注剂通道：

S1、获取并解析注剂需求，得到一个或多个施工事件，并确定每个事件的采气工艺类型和待作业气井，其中，将单井对应的一类采气工艺作为一个施工事件；

S2、对所有施工事件进行排序，得到相应的施工序列；

S3、利用预设的针对不同气井工艺的事件模型，将每个施工事件分解为按照与工艺类型相符的注剂顺序排列的多个单次注剂阶段，并为每个事件中涉及的每个注剂阶段配置相应的单次注剂参数和待注入管道，其中，所述单次注剂参数包括当前待注入药剂的类型、加注启动时间、加注时长和加注量；

S4、将所有施工事件的注剂阶段进行排序；

S5、根据所述单次注剂参数中的药剂类型，筛选出当前药剂所在的出液通道和所述待作业气井内相应的待注入管道，从而确定每个单次注剂阶段对应的指定的注剂通道，继而将指定通道信息匹配到相应的阶段序号下，得到每个单次注剂阶段对应的指定通道信息和单次注剂参数；

S6、在确定出注剂需求中所有单次注剂阶段对应的指定通道信息和单次注剂参数后，按照S7-S10依次完成针对每个单次注剂阶段的注剂作业过程；

S7、控制所述多条出液通道、所述加注通道和所述清洗模块内的所有阀保持关闭状态；

S8、根据当前注剂阶段对应的单次注剂参数和指定的所述注剂通道，控制所述注剂通道中的出液通道内的出液阀和所述加注通道内的注剂阀打开，而后控制所述高压泵启动，并在满足所述单次注剂参数的情况下将当前药剂经过所述注剂通道注入待注入管道，加注结束后控制所述高压泵停泵；

S9、依次控制所述出液阀关闭、所述清洗阀打开和所述高压泵启动，将清洗液注入当前所述待注入管道，以清洗注剂管线，直至清洗结束时，控制所述高压泵停泵；

S10、在清洗结束后，依次控制所述排空阀关闭和所述注剂阀关闭，而后，控制所述排空阀打开，对所述注剂管线泄压，泄压完成后关闭所述排空阀。

2.根据权利要求1所述的自动组合注剂系统，其特征在于，所述出液通道设置有：药剂罐、和与所述药剂罐对应连接的出液阀，所述药剂罐装有预设种类的药剂，其中，在所述多条出液通道中，每条出液通道内的所述出液阀构成为出液阀组，所述出液阀组内的各个单阀形成为所述出液阀。

3.根据权利要求1或2所述的自动组合注剂系统，其特征在于，所述加注通道设置有注剂阀，其中，在所述第一加注通道和所述第二加注通道内的所述注剂阀构成为注剂阀组，所述注剂阀组内的各个单阀形成为所述注剂阀。

4.根据权利要求3所述的自动组合注剂系统，其特征在于，所述加注通道还包括：设置于所述注剂阀与井口处油管或套管之间的单向阀，所述单向阀用于平衡当前加注通道内的压力。

5.一种根据权利要求1～4中任一项所述自动组合注剂系统的自动组合注剂方法，其特征在于，所述方法包括：

确定采气工艺实施中不同注剂阶段、及每个阶段所需的注剂通道，其中，与不同化学药剂分别对应的多条出液通道中的可注入当前药剂的出液通道、高压泵和加注组中与待注入管道对应的加注通道组合构成为所述注剂通道；

将当前注剂阶段所需种类的药剂通过所述注剂通道输送到与所述待注入管道。

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