智能分注技术与应用

智能分注技术与应用

李伟男

大港油田勘探开发研究院  天津市滨海新区 300280

摘要：随着油田老区含水不断上升，注采关系日益复杂，为持续提高油田注水开发水平，夯实油田稳产基础，精细分注及油藏动态分析需求日益增加，使测调工作量及支撑油藏动态分析的注水生产数据量成倍增加，常规分注已无法满足生产需求，需要规模应用高效测调、实时监控的全新分注技术。智能分注技术的提出有效解决了分层注水工艺技术水平上存在的缺陷，能够精确控制注水量，实现地上地下的持续连接，动态监测。在强化对地下油层精确控制的同时，能够促进注水驱油效率的显著提升。

关键词：智能分注技术；油田开发；分注效果

1. 智能分注技术概述

1.1技术原理

地面与井下的通讯采用压力波方式。将一组能接收地面压力信号的智能配水器下入注水井中，以地面高压水作压力源，通过操作压力源和井口装置上的阀门，对需要调整水量层段上的配水器发出与其动作相应的压力编码信号，使之产生过水面积上的变化，从而调整配注量满足地质调配需求，并返回相应流量、压力和温度等数据，达到智能分注的目的。

1.2技术特点

①适用于带压作业。井下仪采用无线通信，无需连接电缆。②管柱验封测试。该功能通过对压控配水器管内、外压力的监测，结合地面注水压力的调整、自动实现验封测试功能。③能实现流量智能测调。智能配水器配置有高压调节水嘴，可以将配层注入流量与目标注入流量进行比较，及时调整。④数据远程传输。地面控制系统广泛支持多种通讯方式，能够实现数据的自动采集、存储，并能够在电脑终端上查看及调节。⑤应用范围广。适用于大斜度及水平井分层注水，施工简单、方便，降低了成本。⑥通信可靠，压力波与流量波双重保障。⑦井下参数的无线获取。不需要现场作业就可以在远程控制室得到现场参数。⑧功耗小。3年耗电量不到电池总电量的50%。

2. 智能分注技术的应用

图1有缆式智能分注结构 图2非接触式智能分注结构 图3无缆式智能分注结构

2.1有缆式智能分注

有缆式智能分注是地面控制系统通过电缆控制有缆式智能配水器，实现每个注水层配注量测调、封隔器验封及测试数据读取（图1）。过电缆封隔器在实现电缆穿越功能的前提下，封隔各注水层段，避免产生层间干扰。智能配水器可对管内注水压力、地层压力及流量等参数进行定时监测，并通过电缆传递至地面控制系统，配水器可定期对水嘴开度依据监测数据进行修正以保证注水量满足要求。

2.2非接触式智能分注

非接触式智能分注是当测调或数据读取时，油管内通过电缆下入非接触调控仪至配水器有效通讯位置范围，地面控制系统实现与智能配水器双向数据传输；控制配水器进行测调，同时提取配水器前期测试数据（图2）。非接触式智能配水器对各层参数进行定时测量并存储至芯片中，水嘴驱动力由预置在配水器内的电池提供。水嘴开度可根据井下参数变化，定时通过控制芯片的流量自动测调算法并进行调整，以保证配注水量恒定。

2.3无缆式智能分注

无缆式智能分注是地面控制系统利用压力波或流量波通信技术，通过井口控制系统向井底发送预设的高低脉冲信号，控制井下无缆智能配水器执行配注测调等相关操作（图3）。智能配水器动力由预置在配水器内电池提供，配水器定时对井下参数进行测量，并定时调整水嘴开度以保证目的层注水量。读取井下数据时，地面控制系统通过井口控制系统下发测试数据回传指令，对应层位配水器利用波码传输技术实现测试数据回传。

3. 智能分注技术的发展趋势

3.1一体化

在智能分层注水系统生产中，温度、压力、流量3大参数的测量和控制是必不可少的，将温度传感器、压力传感器、流量传感器集成在配水器上，实现单只仪器完成对井下温度、流量、注水压力和地层压力四个参数的采集处理，从而避免注水测调时使用多种配套工具，极大地简化注水测调工艺。随着今后油田注采水平的提高，将会对分层注水工艺提出更高的功能性要求，基于模块化和集成化思想，一体化的实现便于智能系统的扩展与移植，有助于智能分层注水系统升级改造。

3.2智能化

智能化是未来井下装备的必备条件，分层注水系统智能化的核心包括井下数据实时监测和水嘴开度值自动测调。井下数据实时监测是指智能分层注水技术能将地层压力、温度、配注量等数据的变化实时采集；水嘴开度值自动测调需要系统通过控制算法，将采集的数据作为初始值与预设值比较，得到渗透层所需要的注水量，实现自动控制水嘴开度值，从而达到实时调节配水器井下配注量的目的。

3.3高效化

注水油田水驱采油效率要想不断提高，就必须要借助分层注水技术来实现，因此实现分层注水技术的智能化发展和水平的提升就称为重点，尤其是针对低渗透油藏来说。各油层渗透比、流体特征和油层特征都存在很大差异，对每层需要注水的体积准确计算，以此对压力和流量等参数进行实时性的动态监测和调整，不断提高注水效率，这是未来分层注水工艺实现智能化需要不断分析和探索的内容。

结 语：

随着油田开发力度不断加深，精细注水是油田开发最成熟、最经济有效、最具潜力的技术，持续提高油田注水开发水平，是夯实油田稳产基础,。当前智能化分层技术水平还难以满足生产需求，因此必须要对温度、流量和压力等所有参数进行实时性、通道化的监测和控制，使油藏研究所需数据更加准确和完整。精细注水要朝着精细化、数字化，实现各层段实时监测和控制，推进油藏、工程一体化水驱开发，最终保证油田开发稳产、增产。

参考文献：

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