预埋电缆的非金属连续管测控分层注水系统及其操作方法与流程

本发明属于油田注水技术领域，具体涉及一种预埋电缆的非金属连续管测控分层注水系统及其操作方法。

背景技术

油田注水是油田开发过程中，应用最广、最有效、最经济的增产稳产措施之一。随着油田开发需求不断提高，注水技术不断升级换代，为了有效解决层间和层内差异，提出了井下分层注水技术来实现均衡注采开发，最大程度的提高储层波及体积，提高油田采收率。目前常用的分层配水器，均为机械式井下配水结构，虽然能够实现分层注水工艺，但存在人工作业施工复杂，测调难度大和分层注水效果差等问题。目前油田分层注水井测试调配时主要是以钢丝作业为主，通过地面试井车控制平台控制钢丝的起下来反复投捞更换固定水嘴，工作量大，无法地面实时控制井下测调仪实现测调同步，并且投捞仪器侧向定位对接成功率低。

为了解决大斜度井、深井、采出水回注井、水平井分层注水和测试调配难题，通过分注工艺的研究、关键工具的研制，进一步提高注水数字化水平，实现分注井在注水站远程测试调配及流量压力等数据实时远传，为了省去下电缆测试调配工序，提高注水数字化水平，实现在注水站对分注井实施单层流量测试调配，实现流量、压力、温度、封隔器验封等数据实时远传至注水站，开展了数字式智能分层注水技术研究。

目前无缆数字分注工艺在需要下井录取历史数据或调整参数时，必须动用测井车，使用传统方法下电缆和仪器完成作业，有缆数字式分注工艺需在油管外捆绑电缆施工，存在现场施工作业复杂、施工效率低、带压作业难度大等问题。为了解决两种工艺存在问题，设计了一种管体预埋电缆的非金属连续管数字式测控分层注水装置系统，解决分注井全过程监测井下至地面远程无线通讯和井下分层压力实时传输等问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种预埋电缆的非金属连续管测控分层注水系统及其操作方法，解决测调精度低，现场施工复杂，劳动强度大，井口压力高，存在较大危险隐患等工艺及配套工具的问题。发明了采用智能测调、无线传输、多参数测量合成统一整体置于井下，在不动管柱、不需要二次高压密封的情况下，完成注水井各层流量的精确、方便调节的新工艺及方法。

本发明采用以下技术方案：

预埋电缆的非金属连续管测控分层注水系统，包括预置电缆的柔性复合连续管、有缆智能配水器、地面控制器及配套的pc机控制系统，柔性复合连续管的一端通过接头与有缆智能配水器的一端连接，有缆智能配水器的另一端与筛管丝堵及双作用凡尔连接，柔性复合连续管的另一端与注入机连接，柔性复合连续管内的预置电缆经地面控制器与pc机连接，通过井下到地面、地面到站控平台远程有缆双向通讯实时监测井下分层压力和流量数据。

具体的，有缆智能配水器包括第一智能配水器和第二智能配水器，柔性复合连续管通过接头与第一智能配水器连接，第一智能配水器通过过电缆的封隔器与第二智能配水器连接。

进一步的，接头包括短节和接线装置，短节的一端设置有螺环，通过法兰配合螺环与柔性复合连续管的一端连接，短节的另一端与智能配水器的工具段接口连接，接线装置沿短节轴向设置。

具体的，有缆智能配水器集成有流量测试模块、压力传感器、供电、控制电路、流量调节及通讯模块，测试精度为2％；流量调节机构集成电机扭矩不小于6n·m。

具体的，预置电缆为两芯，一根缆芯与接头的外铠连接，另一根缆芯与有缆智能配水器电连接。

具体的，柔性复合连续管抗内压25～35mpa。

具体的，柔性复合连续管的内部采用非金属复合材料制备而成。

一种预埋电缆的非金属连续管测控分层注水系统的操作方法，包括以下步骤：

s1、智能配水器入井工作前，根据注采方案设置分层的测调方案；

s2、下井作业过程中，首先将有缆第一智能配水器、第二智能配水器与过电缆的封隔器以及筛管丝堵及双作用凡尔用油管硬连接，接头之间用电缆相连组成油管工具，然后将油管工具下入井内相应位置；

s3、步骤s2油管工具串入井后，作业机入井场，开始进行柔性复合连续管下井；

s4、预置电缆的柔性复合连续管下井完后，使用井口固定防喷装置固定井口，然后打压座封完井；

s5、通过pc机对第一智能配水器和第二智能配水器进行数据查询，对注水过程进行监测。

具体的，步骤s1中，分层的测调方案具体为：对两层智能配水器设置配注量、采样间隔、测调周期、测调时间、测调误差值、下井后水嘴开启时间参数。

具体的，步骤s3中，首先使用智能配水器的转换接头将柔性复合连续管与步骤s2的井下工具的一端串连接起来，确保连接正常后下预置电缆的柔性复合连续管。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明预埋电缆的非金属连续管测控分层注水系统，柔性复合连续管的一端通过接头与有缆智能配水器的一端连接，有缆智能配水器的另一端与筛管丝堵及双作用凡尔连接，柔性复合连续管的另一端与注入机连接，柔性复合连续管内的预置电缆经地面控制器与pc机连接，通过井下到地面、地面到站控平台远程有缆双向通讯实时监测井下分层压力和流量数据，管内预置电缆连续油管将电缆预置在连续管内部，管柱电缆头数量少，密封更可高，地面全过程控制与监测，实现人工免投捞和测调作业，提高工作效率，节约测调费用。

进一步的，第一智能配水器通过过电缆封隔器与第二智能配水器连接，接头之间用电缆相连组成油管工具，两个配水器之间用过电缆封隔器隔开，第一层智能配水器为上层注水，第二层配水器为下层注水。

进一步的，该接头将预埋电缆的非金属连续管与有缆智能配水器的一端连接，从而实现预埋电缆的非金属连续管与井下有缆数字式分注工具串的密封连接。

进一步的，流量测试模块可以对分层流量进行精确测试计量，压力传感器实现对嘴前嘴后压力的长期连续监测，供电、控制电路、流量调节及通讯模块实现地面控制器对井下智能配水器的供电、实时通讯与控制，同时流量调节模块对分层流量进行测试调配，如果分层注水量超出分层配注量的误差范围时，井下智能配水器内的水嘴进行自动测调，往分层配注量进行无限逼近。

进一步的，一根缆芯与接头的外铠连接，用于地面与井下分层智能配水器双向通讯及控制，另一根缆芯与有缆智能配水器电连接，通过电缆为井下分层智能配水器供电。

进一步的，连续管内部采用非金属复合材料，管壁不容易结蜡，比金属油管具有更强的抗腐蚀性能。

本发明还公开了一种预埋电缆的非金属连续管测控分层注水系统的操作方法，免除了管外预置电缆的下井风险和复杂程序，实现了有缆数字式分注带压作业，非金属连续管内预置电缆为两芯设置，满足地面与井下可靠稳定双向通讯、供电及控制，同时可以在中控室进行远程监控及注水政策调整，可以为油田开发提供大量详实数据，免除人工测试作业，有效降低作业风险及成本。

综上所述，本发明修井作业无需捆绑电缆，施工简单，效率高，成本低，无需地面任何作业车辆及设备，大幅度降低劳动强度。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明整体示意图；

图2为本发明井下硬连接工具串与预置电缆柔性复合连续管连接示意图；

图3为本发明预置电缆柔性复合连续管与井下硬连接工具串结构图；

图4为本发明预置电缆柔性复合连续管连续管作业机示意图；

图5为本发明实施例示意图，其中，(a)为盘60-27上层历史曲线，(b)为盘60-27下层历史曲线，(c)为盘60-27验封曲线。

其中：1.柔性复合连续管；2.封隔器；3.地面控制器；4.pc机；5.第一智能配水器；6.第二智能配水器；7.接头；8.螺环；9.法兰；10.短节；11.接线装置；12.工程段接口；13.注入机；14.筛管丝堵及双作用凡尔。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”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。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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供了一种预埋电缆的非金属连续管测控分层注水系统及其操作方法，具有井下各层位流量自动调配，井下压力、温度和流量参数实时监测和存储，数据与指令通信传输，井下自动验封等功能。

地面控制器和pc机通过柔性复合连续管(内衬导线)与智能配水器实现通讯，完成数据直读和实时控制，并按照预设方案或在井口、中控室实时控制各层的水嘴开启程度，使每层注水量达到地质配注要求的工艺过程。

本发明解决有缆数字式分注工艺在油管外捆绑电缆，现场施工作业复杂、施工效率低、带压作业难度大等问题。柔性复合连续管与配水器相连接后，两芯的预置电缆代替了原有的油管与电缆，柔性复合连续管中一根缆芯(地线)接在转换接头的外铠上，另一根信号线与配水器信号线相连接，实现井下到地面、地面到站控平台远程有缆双向通讯，实时监测井下分层压力、流量数据，无需高强度人工作业，方便灵活。

请参阅图1和图2，本发明一种预埋电缆的非金属连续管测控分层注水系统，包括预置电缆的柔性复合连续管1、有缆智能配水器、过电缆的封隔器2及过电缆注水井井口、地面控制器3及配套pc机4控制系统；柔性复合连续管1的一端通过接头7与有缆智能配水器的一端连接，有缆智能配水器的另一端与筛管丝堵及双作用凡尔14连接，柔性复合连续管1的另一端与注入机13连接，如图4所示，工作前预设配注参数，将自动按照预设参数进行配注作业，实现井下到地面、地面到站控平台远程有缆双向通讯，实时监测井下分层压力、流量数据，无需高强度人工作业，方便灵活。

有缆智能配水器包括第一智能配水器5和第二智能配水器6，柔性复合连续管1通过接头7与第一智能配水器5连接，第一智能配水器5通过过电缆的封隔器2与第二智能配水器6连接。

有缆智能配水器集成流量测试模块、压力传感器、供电、控制电路、流量调节及通讯模块。启动流量，有缆智能配水器流量测试精度达到2％；流量调节机构集成电机扭矩不小于6n·m；柔性复合连续管1的管内预置电缆，满足井下与地面双向通讯，并对井下智能配水器供电。

柔性复合连续管1抗内压35mpa，满足封隔器2的坐封要求。

请参阅图3，接头7包括短节10和接线装置11，短节10的一端设置有螺环8，通过法兰9配合螺环8与柔性复合连续管1的一端连接，短节10的另一端与智能配水器的工具段接口12连接，接线装置11沿短节10轴向设置，有缆智能配水器信号线利用胶套导线穿过穿线管与滑环插座相连。

筛管丝堵是分注井管柱配置上的必须装置，主要是为了出砂井沉砂所用，双作用凡尔主要是为了带压作业设计的，装上预置工作筒，作业时油管内不返水，实现注水井智能分层注水带压作业

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一种预埋电缆的非金属连续管测控分层注水系统及其操作方法的操作方法如下：

s1、智能配水器入井工作前，根据注采方案设置分层的测调方案，对两层智能配水器设置配注量、采样间隔、测调周期、测调时间、测调误差值、下井后水嘴开启时间等参数。

s2、下井作业过程中，首先将有缆第一智能配水器5、第二智能配水器6与过电缆封隔器2和筛管丝堵及双作用凡尔14等井下附件用油管硬连接，接头之间用电缆相连组成油管工具，然后将油管工具下入井内相应位置；

s3、油管工具串入井后，作业机13入井场，开始进行柔性复合连续管1下井；

首先使用柔性复合连续管1与智能配水器的转换接头7将柔性复合连续管1与步骤s2的井下工具的一端串连接起来，确保连接正常后下预置电缆的柔性复合连续管1；

s4、预置电缆的柔性复合连续管1下完后使用井口固定防喷装置固定井口，然后打压座封完井；

当需要更改配注方案时，在井口或者中控室(无需动用测井车下仪器)，对分层的配注方案进行更改；

s5、通过服务器对井下智能配水器数据查询，及时发现注水过程中的问题，为油田储层认知和改进注采方案提供数据支持。

请参阅图5，a为盘60-27上层历史曲线，b为盘60-27下层历史曲线，c为盘60-27验封曲线，盘60-27井于2014年10月27日完井，井深为1931m，井斜19°，该井配注量40m³/d，上下层均为20m³/d。回放该井上下层1个月数据，录取流量、嘴前压力、嘴后压力、温度数据253组，分层注水合格率保持在90％以上，并获取了自动验封结果，为油藏地质家提供了大量分层数据，为后期油藏开发效果分析提供了详实一手资料。

本方法免除了管外预置电缆的下井风险和复杂程序，实现了有缆数字式分注带压作业，非金属连续管内预置电缆为两芯设置，满足地面与井下可靠稳定双向通讯、供电及控制，同时可以在中控室进行远程监控及注水政策调整，可以为油田开发提供大量详实数据，免除人工测试作业，有效降低作业风险及成本。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。