分层注水井井下流量计量装置及方法与流程

本发明涉及油田分层注水井工艺技术领域，特别是涉及到一种分层注水井井下流量计量装置及方法。

背景技术：

随着油田进入高含水开发后期，层间、层内矛盾突出，分层注水作为注水的主要技术手段，一直起着决定性的作用。精细分层注水对分层注水工艺提出了更高的要求，既要求分得开、注得进又同时要注的准。以中国专利ZL200910018261.5《同心式一体化测调注水工艺装置》为代表的有缆式测调一体化技术，受井斜影响及结垢较大，当井斜超过50°或者结垢严重时，仪器下入困难，制约了注水“三率”。以中国专利ZL201110446514.6《一种电缆式注水井调配装置及方法》为代表的电缆式测调一体化技术，在完井时需要跟随下入电缆，电缆连接各个配水器的同时，还需要穿越封隔器，下入风险较大，薄弱点较多，重要的是铠装电缆价格昂贵，不适用于目前低油价下的注水开发。

重要的是，在运用“五点降压法”测试时，主要存在两方面的问题：

(1)测试时间较长，为提高测试精度，测试要求点与点之间的间隔为24小时，同样不适应目前测试工作量较大的需求；

(2)由于测调仪器采集到的流量是一种非连续性的离散信号，在绘制注水吸水曲线时，表现为连续注水过程中的信号失真，影响了井下各层流量的预判，一定程度上影响了水驱油藏的开发效果。为此我们发明了一种新的分层注水井井下流量计量装置及方法，解决了以上技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够拟合出合理的注水吸水曲线，提高测试效率的同时，能够明确每层的吸水能力，精确计算得到每层的注入流量的分层注水井井下流量计量装置及方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：分层注水井井下流量计量装置，该分层注水井井下流量计量装置包括阀门，压力计，流量计，地面数据处理装置和井下压差配水器，该阀门位于采油树上，通过调节该阀门，形成所需要的压力波，并向该井下压差配水器发送压力编码，该压力计计量井口压力数据，并将压力数据传输给该地面数据处理装置，该流量计计量注入流量，并将注入流量数据传输给该地面数据处理装置，该井下压差配水器接收压力编码，并将其进行解码，得到调节指令，以根据调节指令控制其电机正转或反转至某一个开度，使之产生可调水嘴的过流面积S变化，进行流量调节，该地面数据处理装置接收调配时的注入流量数据和压力数据，根据压力变化实时采集注入流量变化，形成该层的压力流量关系云图。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

该分层注水井井下流量计量装置还包括分层封隔器，该分层封隔器将智能测调注水工艺管柱坐封到预定油层位置。

所述井下压差配水器具有多个，均位于智能测调注水工艺管柱内，被固定在不同的油层中。

压力编码中包括地址码和位置码，该地址码代表发送压力编码给所述多个井下压差配水器中的哪一个井下压差配水器，该位置码为根据该流量计测得的注入流量数据与该层地质配注量比较，以控制该井下压差配水器进行调节。

该地面数据处理装置根据注入流量变化调节采集频率，当在一定时间内，实时采集的前后压力超过一定值时，采集频率降低。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：分层注水井井下流量计量方法，该分层注水井井下流量计量方法采用了权利要求1所述的分层注水井井下流量计量装置，该分层注水井井下流量计量方法包括：步骤1，智能测调注水工艺管柱正常注水，读取流量计计量的数值，获取多个井下压差配水器中的一个井下压差配水器所在油层的注入流量；步骤2，操作采油树上的该阀门，向所述多个井下压差配水器发送压力编码，所述多个井下压差配水器中的该井下压差配水器接收压力编码，并将其进行解码，得到调节指令，以根据调节指令控制其电机正转或反转至某一个开度，使之产生可调水嘴的过流面积S变化，进行流量调节；步骤3，调节采油树上的该阀门，稳定各个压力点，地面数据处理装置接收调配时的注入流量数据和压力数据，根据压力变化实时采集注入流量变化，形成该层的压力流量关系云图；步骤4，确保注入压力不变，重复步骤(1)(2)(3)，使全井在相同的压力体系下达到配注。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

该分层注水井井下流量计量方法还包括，在步骤1之前，下入智能测调注水工艺管柱，安装注水采油树，包括流量计和压力计，并通过分层封隔器将智能测调注水工艺管柱坐封到预定油层位置。

在步骤2中，压力编码中包括地址码和位置码，该地址码代表发送压力编码给所述多个井下压差配水器中的哪一个井下压差配水器，该位置码为根据井口流量计测得的注入流量数据与该层地质配注量比较，以控制该井下压差配水器进行调节。

在步骤1中，观察该流量计变化，测调稳定一段时间，调节稳定期内，确保该流量计读出的数值在工程合理误差范围之内，此时的井口流量就是该层的注入流量。

在步骤3中，该地面数据处理装置根据注入流量变化调节采集频率，当在一定时间内，实时采集的前后压力超过一定值时，采集频率降低。

在步骤4中，其中第二层实际注入流量通过地面总流量减去第一层实际流量计算得到，然后重复步骤(3)，形成该层的压力流量关系云图。

在步骤4中，在绘制第一层以外的流量压力云图时，该地面数据处理装置结合目前地面各个压力下采集到的流量Q2，自动减去前一层的对应压力下历史记录的流量Q1，将此差值△Q21＝Q2-Q1作为该层的流量。

该分层注水井井下流量计量方法还包括，在步骤4之后，通过该阀门再次调至达到配注时的注水压力，开井注水，完成全井各层的流量计量。

本发明中的分层注水井井下流量计量装置及方法，针对现有技术的不足和缺点，设置井下压差配水器与井口流量计、压力计通过压力波实现配水器的无线调配，井下流量不需要上传，地面流量计可以直读；地面还设置数据处理装置，能够采集大量不同压力下的流量值，同时根据流量变化调节采集频率，克服采样频率低时录取流量不准确、采样频率高时功耗较大的弊端。通过不间断有节制的数据采集，能够拟合出合理的注水吸水曲线，提高测试效率的同时，能够明确每层的吸水能力，精确计算得到每层的注入流量。

附图说明

图1为本发明的分层注水井井下流量计量装置的一具体实施例结构流程图；

图2为本发明的一具体实施例中降压法测试的示意图；

图3为本发明的一具体实施例中采集点的变化程度的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的分层注水井井下流量计量装置的结构图。该分层注水井井下流量计量装置包括阀门1、压力计2、流量计3、地面数据处理装置4、井下压差配水器5和分层封隔器6。

该阀门1位于采油树上，通过调节该阀门1，形成所需要的压力波，向井下压差配水器5发送压力编码。压力编码中包括了地址码和位置码，地址码就代表哪一个井下压差配水器5，位置码就是根据流量计3与该层地质配注量比较，告诉该井下压差配水器5是调大还是关小，直至调至该层所需要的配注流量，才结束该层的调配。

压力计2计量井口压力数据，并将压力数据传输给地面数据处理装置4。

流量计3计量注入流量，并将注入流量数据传输给该地面数据处理装置4。在一实施例中，观察流量计3变化，测调稳定一段时间，一般为30s以上，调节稳定期内，确保流量计3读出的数值在工程合理误差范围之内，结束该层的调节，此时的井口流量就是该层的注入流量。

井下压差配水器5接收压力编码，并将其进行解码，得到调节指令，以根据调节指令控制其电机正转或反转至某一个开度，使之产生可调水嘴的过流面积S变化，实现调节流量。

地面数据处理装置4从流量计3和压力计2接收调配时的流量数据和压力数据，根据压力变化实时采集流量变化，形成该层的压力流量关系云图。并且根据流量变化调节采集频率，当在一定时间内，实时采集的前后压力超过一定值时，采集频率自动降低，采集点多少可以通过PLC程序自动控制。

分层封隔器4将智能测调注水工艺管柱坐封到预定油层位置。

本发明所述的一种分层注水井井下流量计量方法，包括如下步骤：

(1)下入智能测调注水工艺管柱，包括所述的井下压差配水器，并使其对应于相应层段；

(2)安装注水采油树，包括所述的井口流量计、压力计，坐封分层封隔器；

(3)打开注水流程正常注水，观察井口流量计变化，测调稳定一段时间，调节稳定期内，确保井口流量计读出的数值在工程合理误差范围之内，此时的井口流量就是该层的注入流量；

(4)通过操作采油树上的阀门，通过人工调节控制阀门，形成所需要的压力波，或者可以通过电脑控制脉冲发射装置形成所需要的波形，产生压力编码，该编码包括地址码和位置码，位置码就是根据井口流量计与该层地质配注量比较，告诉该井下压差配水器是调大还是关小，对需要调配的井下压差配水器发出与其相对应的压力编码信号，控制电机正转或反转至某一个开度，使之产生可调水嘴的过流面积S变化，实现调节流量；

(5)调节采油树上的阀门，稳定各个压力点，地面数据处理装置根据压力变化实时采集流量变化，形成该层的压力流量关系云图。如图2所示，该图是降压法测试的实施案例图，通过地面阀门控制，结合压力计逐级降低注水压力值，并保持一定的注水时间，图3的压力流量曲线就是通过该种压力变化，通过地面处理装置采集大量的样点，形成该井的注水吸水曲线。图3为该发明所述的地面数据处理装置接收调配时的流量压力信息，根据流量变化调节采集频率，当在一定时间内，实时采集的前后压力超过一定值时，采集频率自动降低，采集点多少可以通过PLC程序自动控制。该图例主要表征采集点的变化程度。

(6)确保注入压力不变，重复步骤(3)(4)(5)，使全井在相同的压力体系下达到配注。其中第二层实际注入流量通过地面总流量减去第一层实际流量计算得到，然后重复步骤(5)，形成该层的压力流量关系云图。在绘制第一层以外的流量压力云图时，地面数据处理装置结合目前地面各个压力下采集到的流量Q2，自动减去前一层的对应压力下历史记录的流量Q1，将此差值△Q21＝Q2-Q1作为该层的流量。

(7)通过地面阀门再次调至达到配注时的注水压力，开井注水，完成全井各层的流量计量。

本发明的分层注水井井下流量计量方法不需要下入电缆仪器，即可明确的得到每层的注入量；地面数据处理装置能够根据流量变化调节采集频率，提高工作效率和录取流量的准确性；该计量方法能够录取实时的注入信息，省去压点对点为24小时的测试间隔，大大提高测试效率。