一种注水井分层测调工艺装置及其测调方法与流程

本发明属于油田采油工程技术领域，特别涉及一种注水井的分层测调工艺装置及其测调方法。

背景技术：

电缆直控配水方法是目前油田注水井常用的分层配水方法之一：该方法将电缆预置在配水器内与其一同下入井筒中，配水器内包含流量计、流量控制阀、压力计，通过地面控制的方式进行逐层调配，从而达到分层配水的目的。但此方法的缺点是配水器内的流量计结构复杂且造价较高，以至整体工艺成本较高，无法大规模推广。

技术实现要素：

本发明目的在于提供简化配水器内部结构，降低电缆直控配水方法中整体工艺成本过高的一种注水井的分层测调工艺装置及其测调方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种注水井的分层测调工艺装置由井口水表、井口注水阀门、地面控制箱、地面计算机、电缆、过电缆封隔器、智能配水器组成；其中井口水表、井口注水阀门安装在井口注水管线上，地面计算机与地面控制箱连接，地面控制箱通过电缆连接电缆封隔器、智能配水器，智能配水器下端连接由过电缆封隔器和智能配水器组成的单元体，最下方的单元体顺次连接电缆封隔器、智能配水器；利用一种注水井的分层测调工艺装置的注水井分层测调方法，包括如下步骤：

a、关闭井口注水阀门和各层智能配水器的流量控制阀；

b、通过地面计算机向第一层智能配水器发送指令，打开第一层流量控制阀至开度为10%；

c、打开井口注水阀门至开度为10%，稳流5分钟，记录此时井口水表显示的流量，记为Qa₁₀，记录压力采集器测得的压力值，记为Pa₁₀；d、以10%幅度增加井口注水阀门的开度，每次稳流5分钟，直至全开状态。记录所测得的10组（Qa₁₀，Pa₁₀）并绘制曲线，记此曲线为第一层流量控制阀开度为10%时的压力—流量关系曲线a₁₀；

e、以10%的幅度依次增加流量控制阀的开度，重复步骤d，得到流量控制阀开度分别为20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%时的压力—流量关系曲线a₂₀、a₃₀、a₄₀、a₅₀、a₆₀、a₇₀、a₈₀、a₉₀、a₁₀₀；

f、由步骤d和e得到流量控制阀在10个不同开度下的压力—流量关系曲线，绘制第一层智能配水器的压力—流量关系曲线；

g、在地面计算机上读取当前流量控制阀的开度和压力采集器测得的压力值，在第一层智能配水器的压力—流量关系曲线上，根据当前流量控制阀的开度和压力采集器测得的压力值，确定第一层智能配水器此时注入量，记为Q1；

h、比较此时注入量Q1与预配注量Q1配大小关系，若Q1<Q1配，则开大流量控制阀；若Q1>Q1配，则关小流量控制阀；

i、稳流5分钟，读取压力采集器（7-4）测得的压力值，再次在第一层智能配水器的压力—流量关系曲线上确定当前注入量；

j、该层满足配注精度要求，则该层调配完成；若不满足，则重复步骤h～i，直到注入量满足配注要求，则该层调配完成；

k、依次对剩下的各层智能配水器进行与步骤b～j相同的处理，直到各层均满足配注要求。

本发明与已有技术相比具有如下优点：采用上述方案，智能配水器内无需配置流量计，简化了配水器内部结构，大幅度缩减了电缆直控配水方法中过高的成本；采用上述方案，在地面就能够实现测调，无需下入测调仪，易于推广。

附图说明：图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明的智能配水器7结构示意图；图3为本发明的流量控制阀7-3的结构示意图；图4为本发明压力采集器7-4的结构示意图；图5为本发明的现场测试第一层智能配水器7的压力—流量关系曲线。

具体实施方式：以下结合附图对本发明作进一步详述：一种注水井的分层测调工艺装置由井口水表1、井口注水阀门2、地面控制箱3、地面计算机4、电缆5、过电缆封隔器6、智能配水器7组成；其中井口水表1、井口注水阀门2安装在井口注水管线上，地面计算机4与地面控制箱3连接，地面控制箱3通过电缆5连接电缆封隔器6、智能配水器7，智能配水器7下端连接由过电缆封隔器6和智能配水器7组成的单元体，最下方的单元体顺次连接电缆封隔器6、智能配水器7；

以一个三层需分层配水的注水井为例，对本发明的测调方法作进一步详细描述：假设设计方案中需对三个注水层位的注水量分别为

Q1_配=60，Q2_配=50，配注精度为10%。

利用一种注水井的分层测调工艺装置的注水井分层测调方法，包括如下步骤：

a、关闭井口注水阀门2和各层智能配水器7的流量控制阀7-3；

b、通过地面计算机4向第一层智能配水器7发送指令，打开第一层流量控制阀7-3至开度为10%；

c、打开井口注水阀门2至开度为10%，稳流5分钟，记录此时井口水表1显示的流量，记为Qa₁₀，记录压力采集器7-4测得的压力值，记为Pa₁₀；d、以10%幅度增加井口注水阀门2的开度，每次稳流5分钟，直至全开状态。记录所测得的10组（Qa₁₀，Pa₁₀）并绘制曲线，记此曲线为第一层流量控制阀开度为10%时的压力—流量关系曲线a₁₀；

e、以10%的幅度依次增加流量控制阀7-3的开度，重复步骤d，得到流量控制阀7-3开度分别为20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%时的压力—流量关系曲线a₂₀、a₃₀、a₄₀、a₅₀、a₆₀、a₇₀、a₈₀、a₉₀、a₁₀₀；

f、由步骤d和e得到流量控制阀7-3在10个不同开度下的压力—流量关系曲线，绘制第一层智能配水器7的压力—流量关系曲线；

g、在地面计算机4上读取当前流量控制阀7-3的开度为50%，压力采集器7-4测得的压力值为17.2MPa，在第一层智能配水器7的压力—流量关系曲线a50上确定点A，读取该层此时注入量为72.5m3/d；

h、比较此时注入量Q1与预配注量Q1配大小关系， Q=72.5>Q配=60，则关小流量控制阀7-3；

i、稳流5分钟后读取所述压力计测得的压力值为17.3 MPa，在该层的指示曲线a40上确定点B，读取该层此时注入量为65.0m3/d；

j、该层满足配注精度要求，则该层调配完成；若不满足，则重复步骤h～i，直到该层注入量满足配注精度要求；

k、依次对第二层智能配水器7进行与步骤b～j相同的处理，直到该层均满足配注要求；

对第三层智能配水器7进行与步骤b～j相同的处理，直到该层均满足配注要求。

对于需分层配水的地层数多于三层的，采用同样的步骤即可。

智能配水器7由下接头7-1、套筒7-2、流量控制阀7-3、压力采集器7-4和主体7-5组成,其中下接头7-1与套筒7-2螺纹连接，套筒7-2与主体7-5螺纹连接，流量控制阀7-3、压力采集器7-4与主体7-5均为螺纹连接；其中流量控制阀7-1的开度由地面计算机4通过电缆5读取并进行控制，压力采集器7-4采集到的压力值由地面计算机4通过电缆5读取；

流量控制阀7-3由压帽7-6、密封管7-7、接线固定管7-8、一芯密封插头7-9、一芯密封座7-10、电路板仓外套7-11、电机7-12、电机防转架7-13、联动轴7-14、电机支架7-15、传动轴7-16、控制阀主体7-17、主动丝杠7-18、弹簧底座7-19、弹簧7-20、弹簧挡圈7-21、从动轴7-22、动阀固定套7-23、动阀芯7-24、定阀7-25组成；其中压帽7-6与密封管7-7螺纹连接，密封管7-7与接线固定管7-8螺纹连接，一芯密封插头7-9与一芯密封座7-10螺纹连接，接线固定管7-8与一芯密封座7-10螺纹连接，一芯密封座7-10与电路板仓外套7-11螺纹连接，电机7-12与电机防转架7-13螺纹连接，电机防转架7-13与电机支架7-15螺纹连接，联动轴7-14两端分别插接电机7-12和传动轴7-13，传动轴7-16与主动丝杠7-18插接，电机支架7-15与控制阀主体7-17螺纹连接，主动丝杠7-18与从动轴7-22T型螺纹连接，弹簧底座7-19、弹簧7-20、弹簧挡圈7-21、动阀芯7-24依次套在动轴7-22上，并依靠动阀固定套7-23螺纹锁紧，定阀7-25与控制阀主体7-17插接在一起；

压力采集器7-4由压帽7-6、密封管7-7、接线固定管7-8、一芯密封插头7-9、一芯密封座7-10、电路板仓外套7-11、压力计a7-26、压力计接头7-27、压力计b7-28、压力计主体7-29组成，其中压帽7-6与密封管7-7螺纹连接，密封管7-7与接线固定管7-8螺纹连接，接线固定管7-8与一芯密封座7-10螺纹连接，一芯密封插头7-9与一芯密封座7-10螺纹连接，一芯密封座7-10与电路板仓外套7-11螺纹连接，压力计a7-26与压力计接头7-27螺纹连接，电路板仓外套7-11与压力计接头7-27螺纹连接，压力计接头7-27与压力计主体7-29螺纹连接，压力计b7-28与压力计主体7-29螺纹连接。