一种波码配水器的井下多层封隔器逐级验封方法与流程

1.本发明属于油井监测系统领域，具体涉及一种波码配水器的井下多层封隔器逐级验封方法。


背景技术：

2.随着油气田的不断开发，油层压力和含油量的减小，油井产量的持续降低，为了弥补由于原油开采而导致的地层亏空，提高原油产量和估计剩余油藏含量，所以须给油层进行注水，并且对各层的注水量和油层产出量进行精确控制，这样可以有效的对油层情况进行估计，从而达到提高产油率的目的。目前石油天然气领域常用的智能配水器包括有有波码通信数字式配水器。
3.波码通信数字式配水器通过对地面设备的注水阀通过开关操作，产生压力波和流量波，进行与井下进行相互通信和控制井下设备。
4.而井下封隔器作用是将各个注水层进行隔断，保证各层按照目标配注方量注水。当油田需要对封隔器状况进行检测时，主要是对封隔器是否正常工作作出判断，此时需要对封隔器进行验封，现有的封隔器验封过程曹组复杂且效率较低。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种波码配水器的井下多层封隔器逐级验封方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
6.一种波码配水器的井下多层封隔器逐级验封方法，包括以下步骤：
7.地面控制检测设备将验封指令发送至井下的多个配水器；所述验封指令包括配水器的层位号和验封命令；其中，层位号大于或等于二；
8.所述层位号对应的上一层的配水器的水嘴开启，其他层的配水器水嘴关闭；
9.所述地面控制检测设备控制地面注水阀门的开启幅度，形成下行脉冲压力波；
10.所述下行脉冲压力波随注水液柱传输至井下配水器中；
11.所述层位号对应的配水器的验封短节检测外部压力；
12.所述验封短节判断所述外部压力是否发生脉冲变化；
13.所述验封短节生成验封结果并向地面控制检测设备发送所述验封结果。
14.在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：
15.每层的所述配水器接收所述验封指令；
16.所述配水器判断所述层位号是否是所在层的下一层。
17.在本发明的一个实施例中，所述验封短节判断所述外部压力是否发生脉冲变化，包括：
18.若所述层位号对应的配水器的验封短节检测外部压力没有发生脉冲变化，则所述验封结果为所述层位号对应的封隔器正常。
19.在本发明的一个实施例中，包括：所述验封短节生成验封结果并向地面控制检测
设备发送所述验封结果，包括：
20.所述验封短节生成验封结果；
21.所述层位号对应的配水器根据验封结果控制水嘴的启闭，形成上行脉冲压力波；
22.所述上行脉冲压力波随注水液柱变化传输至地面控制检测设备以实现所述验封结果的发送。
23.在本发明的一个实施例中，所述层位号对应的配水器根据验封结果控制水嘴的启闭，形成上行脉冲压力波，包括：
24.所述层位号对应的配水器将所述验封结果进行编码，生成结果编码；
25.所述层位号对应的配水器根据所述结果编码的时序控制水嘴的启闭，形成上行脉冲压力波。
26.在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：
27.所述地面控制检测设备检测所述上行脉冲压力波的变化，并生成所述验封结果信息；
28.所述地面控制检测设备根据所述层位号判断是否继续发送所述验封指令。
29.在本发明的一个实施例中，所述地面控制检测设备控制地面注水阀门的开启幅度，形成下行脉冲压力波，包括：
30.所述地面控制检测设备对所述地面注水阀门的启闭指令进行编码，生成验封编码；
31.所述地面控制检测设备根据所述验封编码的时序控制地面注水阀门的开启幅度，形成下行脉冲压力波。
32.在本发明的一个实施例中，所述方法还包括，当所述层位号为二时，地面控制检测设备检测井口套管的压力；
33.若所述井口套管的压力与初始压力相同，则所述地面控制检测设备生成第一层封隔器的验封结果，所述验封结果为第一层封隔器正常。
34.本发明的有益效果：
35.本发明通过时序脉冲过程判断井下封隔器是否座封成功，以对封隔器进行验封。井口的地面设备接受逐级验封操作命令后，会按照程序流程逐级对各层封隔器进行验封，井下配水器自动返回各层验封结果。验封过程通过井口地面控制检测设备与井下配水器的联动操作，可以有效判断井下封隔器的状态，提升了验封操作的自动化程度，进而提高了验封效率。
36.以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
37.图1是本发明实施例提供的一种波码配水器的井下多层封隔器逐级验封方法的配水器外部结构示意图；
38.图2是本发明实施例提供的一种波码配水器的井下多层封隔器逐级验封方法的配水器内部结构示意图；
39.图3是本发明实施例提供的一种波码配水器的井下多层封隔器逐级验封方法的配水器内部结构示意图；
40.图4是本发明实施例提供的一种波码配水器的井下多层封隔器逐级验封方法的系统结构示意图；
41.图5是本发明实施例提供的编码图。
具体实施方式
42.下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
43.如图1-图5所示，一种波码配水器的井下多层封隔器逐级验封方法，包括以下步骤：
44.步骤101，地面控制检测设备11将验封指令发送至井下的多个配水器；验封指令包括配水器的层位号和验封命令；其中，层位号大于或等于二。例如，对第二层的封隔器进行验封，层位号为第二层。
45.步骤102，每层的配水器接收验封指令。
46.地面控制检测设备11通过控制地面注水阀的开启和闭合，产生一个具有时序的高压力和低压力组合脉冲序列。井下配水器通过检测上述脉冲序列，解析得到相关命令。井下配水器通过控制水嘴的开启和闭合，产生相同类型的脉冲序列。地面控制检测设备11通过控制地面注水阀的开启和闭合形成压力波发送验封命令，井下配水器的验封短节5到传感器检测到压力波变化，并对数据进行处理，生成相应的指令信息。
47.步骤103，配水器判断层位号是否是所在层的下一层。
48.步骤104，若是，则层位号对应的上一层的配水器的水嘴开启，其他层的配水器水嘴关闭。例如第一层波码配水器14判断验封指令的层位号是第二层，则第一层波码配水器14的水嘴开启，其他层的配水器判断验封指令的层位号不是本层的下一层，则其他层的配水器的水嘴均关闭，配水器处于休眠状态。
49.步骤105，地面控制检测设备11控制地面注水阀门的开启幅度，形成下行脉冲压力波。具体地，步骤105的具体步骤，包括：步骤1051和步骤1052。
50.步骤1051，地面控制检测设备11对地面注水阀门的启闭指令进行编码，生成验封编码；
51.步骤1052，地面控制检测设备11根据验封编码的时序控制地面注水阀门的开启幅度，形成下行脉冲压力波。
52.步骤106，下行脉冲压力波随注水液柱传输至井下配水器中；其中，对于第一层封隔器13的验封，通过地面控制检测设备11检测井口套管的压力进行验封，具体地，下行脉冲压力波随注水液柱传输至井下配水器中之后，地面控制检测设备11检测井口套管的压力是否发生变化，若井口套管的压力与初始压力相同，则地面控制检测设备11生成第一层封隔器13的验封结果，验封结果为第一层封隔器13正常。初始压力为执行验封过程开始前的井口套管的压力值。验封开始后，下行脉冲压力波随注水液柱传输至井下配水器中，此时，第一层配水器的水嘴打开，下行脉冲压力波进入第一层地层中，第一层地层的压力发生变化，也即是第一层配水器外部的压力发生变化，而当第一层封隔器13座封正常时，则第一层地层的压力不会对井口套管的压力产生影响，则井口套管的压力不会发生变化，为初始压力。除第一层外，其他层则执行下述步骤的验封过程即可。
53.步骤107，层位号对应的配水器的验封短节5检测外部压力。
54.步骤108，验封短节5判断外部压力是否发生脉冲变化。具体地，若层位号对应的配水器的验封短节5检测外部压力没有发生脉冲变化，则验封结果为层位号对应的封隔器正常。
55.若层位号对应的配水器的验封短节5检测外部压力发生脉冲变化，则验封结果为层位号对应的封隔器异常，此时，需要对封隔器进行维护。
56.例如，第二层波码配水器16的验封短节5检测其外部压力是否有脉冲高低变化。具体地，当第二层封隔器15座封正常时，第一层的下行脉冲压力波不会进入第二层，因此，第二层配水器的验封短节5检测该层的配水器的外部压力没有发生脉冲变化，反之，当第二层封隔器15座封异常时(没有达到完全密封)，第一层的下行脉冲压力波会进入第二层，因此，第二层配水器的验封短节5检测外部压力发生了脉冲变化。
57.在一个实施例中，验封短节5的压力传感器采集配水器的外部压力，验封短节5的控制电路对采集到的外部压力值进行数据处理，处理之后的数据若形成高低变化的脉冲，则说明封隔器座封异常。
58.步骤109，验封短节5生成验封结果并向地面控制检测设备11发送验封结果。具体地，步骤109的具体步骤包括：步骤1091和步骤1092：
59.步骤1091，验封短节5生成验封结果。验封结果包括当前层位封隔器正常或异常。
60.步骤1092，层位号对应的配水器根据验封结果控制水嘴的启闭，形成上行脉冲压力波。具体地，步骤1092的具体步骤包括：步骤10921和步骤10922。
61.步骤10921，层位号对应的配水器将验封结果进行编码，生成结果编码。
62.步骤10922，层位号对应的配水器根据结果编码的时序控制水嘴的启闭，形成上行脉冲压力波。
63.步骤1093，上行脉冲压力波随注水液柱变化传输至地面控制检测设备11以实现验封结果的发送。
64.步骤110，地面控制检测设备11检测上行脉冲压力波的变化，并生成验封结果信息。地面控制检测设备11的压力传感器检测上行脉冲压力波的压力值，并对压力值进行数据处理后得到验封结果信息。
65.步骤111，地面控制检测设备11根据层位号判断是否继续发送验封指令。当还有未进行验封的层位时，则继续发送验封指令对第三层以及第三层以上的层位重复执行步骤101-步骤110进行逐级验封；当所有层位验封结束后，则停止验封即可。
66.本实施例中，配水器为波码配水器，利用波码配水器的优点实现封隔器的验封操作。采用智能化操作，井口地面设备接受逐级验封操作命令后，按照程序流程逐级对各层封隔器进行验封，并自动返回各层验封结果。能够对井下单独层或全部层位进行验封操作。通过利用脉冲验封过程，能够有效降低由于地层停止注水后，地层压力缓慢下降造成对封隔器验封结果的影响。
67.在一个实施例中，上述步骤中的编码图可以为图5的形式，数据位采用二进制高低电平编码形式，高低电平的数量和持续时间可以根据需要进行设置。
68.本实施例中，如图1、图2、图3和图4所示，执行上述验封步骤的配水器包括：滑环1、外护管2、下接头3、上接头4、验封短节5、水嘴短节6、流量计短节7、电池短节8、过流管9和水
嘴的出水口10。
69.具体结构：外护管2的上端与滑环1固定连接，下端与下接头3固定连接；过流管9位于外护管2内，过流管9的上端与上接头4连通，过流管9的下端与下接头3联通且与流量计、水嘴连通；上接头4位于外护管2内，上接头4的下端与过流管9连通，上接头4的上端与滑环1连通；水嘴短节6、流量计短节7、电池短节8、验封短节5位于外护管2内，且固定在下接头3上。
70.验封短节5包括测量油管内压力和仪器外部压力的传感器和控制电路，并用于井口压力波信号接收和井下验封判断。水嘴短节6包括电机驱动部分和出水口10大小调节部分。流量计部分包括流量计传感器和流量计硬件部分，电池部分主要是电池，为各个部分提供动力。执行上述验封步骤的硬件系统包括地面控制检测设备11(井口压力流量自控仪)、采油树12、第一层封隔器13、第一层波码配水器14、第二层封隔器15、第二层波码配水器16、套管管柱17和油管管柱18。
71.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
72.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
73.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
74.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
75.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
76.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定
本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。