一种智能井下分层试井测试及流量自动控制装置及方法与流程

本发明涉及油田注水开发技术领域，具体涉及智能井下分层试井测试及流量自动控制装置及方法。

背景技术：

国内油田多采用注水开发，并认为注水开发为最经济有效的技术手段。目前各油田多采用桥式偏心、桥式同心等机械式分层注水工艺方式，该方式人员依赖程度较大，整个过程需要人员长时间手工操作。同时，分层流量控制多采用注水动态及经验分析，给出分层流量指标，通过人工作业完成分层流量控制。目前注水井的作业一般要进行测试、调控，和注水这三个阶段，就需要在测试的过程中，下入测试工具获得测试数据，结合测试数据制定调控方案，将调控方案从地面传递到井下要下入测调仪器，正式注水时，只能依靠地面控制系统进行全井注水量的控制。

现有技术需要在不同的阶段下入不同的仪器，每个阶段都要人工起下仪器进行井下作业，才能实现测试与控制，另外分层动态数据无法实时监测，这样就造成了各阶段人工复杂的下入和起下工作，工作量大，过程长，成本高。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种智能井下分层试井测试及流量自动控制装置及方法，实现智能油田分层流量智能化控制，全过程采用试井解释，数据客观可靠，人为因素小，操作简单方便，同时保证油田注水平稳科学。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

根据本发明实施例提供的一种智能井下分层试井测试及流量自动控制方法，包括如下步骤：

步骤a:将油管上端固定在注水井口的射孔段位置，油管上端固定在注水井口上，油管中通过电缆连接有无线控制仪，油管下端依次连接套管保护封隔器、上集成试井控制配注工具、层间封隔器和下集成试井控制配注工具，油管下端连接井下附件；

步骤b：试注：集成试井控制配注工具按照预设参数，自动打开自控水嘴，地面注水系统启动注水，开始全井试注；

步骤c：封隔器验封：地面注水系统通过压力波码的方式，将验封指令传给集成试井控制配注工具，集成试井控制配注工具启动验封功能，将自控水嘴关闭，地面注水系统执行开关开动作；集成试井控制配注工具将验封结果通过压力波传递给地面注水系统，同时将验封数据存储于控制存储模块；

步骤d：自动测调：集成试井控制配注工具按照预设分层注水量，与流量计测试的分层流量对比，通过自控水嘴自动调节水嘴开度，实现分层流量与分层注水量一致；

步骤e：分层压降测试：集成试井控制配注工具按照试井测试短节预设测试周期或地面注水系统压力波指令控制启动测试，试井测试短节自动启动功能，将自控水嘴关闭，进行分层压降测试；测试后将测试数据存储于控制存储模块，试井测试短节根据测试数据进行试井解释分析，得出该井地层压力，压力系数，地层压力保持水平，裂缝半长，并借助压力波将测试结果传递给地面注水系统；

步骤f：自动测调：地面注水系统接收到集成试井控制配注工具发送的试井测试结果后，调节全井流量，配合完成分层流量测试调节，实现智能注水；

步骤g：数据录取：采用电缆试井车通过电缆连接无线控制仪下入井下，与集成试井控制配注工具定位对接，录取测试数据；

步骤h：正常注水：井下数据录取后，集成试井控制配注工具恢复正常注水，按照测调方案自动调节分层流量。

对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：

进一步，所述无线控制仪通过通讯模块集成试井控制配注工具无线通讯模块信号连接，并将信息传递至主控模块。

进一步，所述步骤f中，自动测调包括误差法流量自动测调，集成试井控制配注工具根据预设的流量误差标准自动调节流量，当分层流量与目标流量误差大于设定误差时，自控水嘴自动调节开度，从而达到配注要求；当流量误差小于设定误差时，自控水嘴不调节，处于休眠状态。

进一步，所述步骤f中，自动测调包括周期测调，集成试井控制配注工具根据预设的流量误差标准自动测调周期，按照预设流量值，自控水嘴自动调节开度，确保实际值与预设值相符，当处于自动测调周期内时，即使达不到预设值，自控水嘴也不进行调节。

本发明实施例还提供了一种智能井下分层试井测试及流量自动控制装置，包括固定在注水井口上的油管、设于油管中的无线控制仪；所述油管下端依次连接套管保护封隔器、上集成试井控制配注工具、层间封隔器和下集成试井控制配注工具,油管下端连接井下附件，所述井下附件包括带压工作筒、双作用凡尔、筛管和丝堵，各部分之间采用丝扣机械连接。

进一步，所述上、下集成试井控制配注工具包括上接头、过流通道和下接头，所述上接头上安装有无线通讯模块、试井测试短节和自控水嘴；所述下接头上设有电池组和控制存储模块；过流通道中设有流量计。

进一步，所述无线控制仪包括电缆接头、定位爪、控制仪筒体和天线；所述定位爪连接在电缆接头上，所述控制仪筒体中依次设有磁定位短节、主体构架、主控模块和通讯模块。

进一步，所述无线控制仪通过通讯模块与集成试井控制配注工具无线通讯模块信号连接。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：

本发明装置应用于智能油田自动注水过程中，井下工具集成试井解释模块，对各分层注水层段自动进行分层压降测试，通过试井解释分析，给出分层流量控制数据，进而进行分层流量测试与调节，达到分层智能注水，满足油藏能量需求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明装置结构示意图；

图2集成试井控制配注工具结构示意图；

图3为图2后视结构示意图；

图4为无线控制仪结构示意图；

图5为分层压降测试图；

图6为试井解释图版。

附图标记说明：101、电缆；102、油管；103、无线控制仪；104、套管保护封隔器；105、上集成试井控制配注工具；106、层间封隔器；107、下集成试井控制配注工具；

1、上接头；2、过流通道；3、下接头；4、无线通讯模块；5、试井测试短节；6、自控水嘴；7、电池组；8、控制存储模块；9、流量计；10、电缆接头；11、定位爪；12、磁定位短节；13、主体构架；14、主控模块；15、通讯模块；16、天线；17、控制仪筒体。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1所示，本发明实施例提供一种智能井下分层试井测试及流量自动控制装置，采用智能分层注水管柱，包括油管102、集成试井控制配注工具105、封隔器，从井口伸入到注水井的射孔段位置；油管上端固定在注水井口上，下端通过丝扣连接套管保护封隔器104，套管保护封隔器104下端连接油管，油管下端连接上集成试井控制配注工具105，上集成试井控制配注工具105下端连接层间封隔器106，层间封隔器下端连接油管，油管下端连接下集成试井控制配注工具107，连接集成试井控制配注工具下端连接油管，油管下端连接井下附件，井下附件包括带压工作筒、双作用凡尔、筛管、丝堵构成，各部分之间采用丝扣机械连接。

如图2、3所示，集成试井控制配注工具包括上接头1、过流通道2、下接头3、无线通讯模块4、试井测试短节5、自控水嘴6、电池组7、控制存储模块8、小型化流量计9，上接头1上安装有无线通讯模块4、试井测试短节5和自控水嘴6；下接头3上设有电池组7和控制存储模块8；过流通道2中设有流量计9。集成试井控制配注工具满足分层压降测试，分层流量智能控制、封隔器自动验封结果远程无线传输及数据存储，大数据一次性录取解释与分析，最大程度支撑油藏管理需求。

集成试井控制配注工具可通过压力波码的方式建立通讯，定周期向地面传输流量和压力数据，并在试井测试后发送预警信息，实现地面控制器与井下集成试井控制配注工具联动控制，但需配合应用无线控制仪实现井下大量数据的一次性录取。

控制存储模块8可通过自控水嘴6开关，同时地面注水制度配套变化来实现封隔器验封过程，并将测试全过程数据存储于控制存储模块，配合应用无线控制仪实现井下大量数据的一次性录取。同时，可通过压力波码的方式建立通讯，测试后发送预警信息，使现场工作人员掌握封隔器工作状况。

如图4所示，无线控制仪包括电缆接头10、定位爪11、磁定位短节12、主体构架13、主控模块14、通讯模块15、天线16等结构，定位爪11连接在电缆接头10上，控制仪筒体17中依次设有磁定位短节12、主体构架13、主控模块14和通讯模块15。

通过试井车连接电缆下入到井筒，与集成试井控制配注工具定位对接，通过无线通讯的方式，录取井下分层数据，实现进一步分析研究。

试井测试短节5，集成于集成试井控制配注工具中，通过人工干预或定周期自动进行分层压降测试，通过压降测试分析，得出该井地层压力，压力系数，地层压力保持水平，裂缝半长等参数，并结合解释结果调整分层配水量，实现分层注水智能调控功能。

小型化流量计9，集成于集成试井控制配注工具中，自动测试分层流量，为自动测调提供调节依据。

自控水嘴6，集成于集成试井控制配注工具中，结合试井测试短节测试结果与小型化流量计测试流量，自动调节分层注水量，实现两者的基本一致，满足油藏能量需求，保证油藏高效开发。

本发明智能井下分层试井测试及流量自动控制方法包括如下步骤：

步骤a:将油管102上端固定在注水井口的射孔段位置，油管上端固定在注水井口上，油管中通过电缆101连接有无线控制仪103，油管下端依次连接套管保护封隔器104、上集成试井控制配注工具105、层间封隔器106和下集成试井控制配注工具107，油管下端连接井下附件；井下附件包括带压工作筒、双作用凡尔、筛管、丝堵构成，各部分之间采用丝扣机械连接；

步骤b：试注，集成试井控制配注工具按照预设参数，自动打开水嘴6，地面注水系统启动注水，开始全井试注；

步骤c：封隔器验封，地面注水系统通过压力波码的方式，将验封指令传给集成试井控制配注工具，集成试井控制配注工具启动验封功能，将自控水嘴6关闭，地面注水系统执行开关开动作；集成试井控制配注工具将验封结果通过压力波传递给地面注水系统，同时将验封数据存储于控制存储模块8；

步骤d：自动测调，集成试井控制配注工具按照预设分层注水量，与小型化流量计9测试的分层流量对比，通过自控水嘴6自动调节水嘴开度，实现分层流量与分层注水量一致，满足配注要求；

步骤e：分层压降测试，集成试井控制配注工具按照试井测试短节预设测试周期或地面注水系统压力波指令控制启动测试的方法，试井测试短节自动启动功能，将自控水嘴6关闭，进行分层压降测试，测试图如图5所示；测试后将测试数据存储于控制存储模块8，试井测试短节根据测试数据,借助试井解释模型，如图6所示，进行试井解释分析，得出该井地层压力，压力系数，地层压力保持水平，裂缝半长等参数，并借助压力波将测试结果传递给地面注水系统；

步骤f：自动测调；地面注水系统接收到集成试井控制配注工具发送的试井测试结果后，调节全井流量，配合完成分层流量测试调节，达到智能注水的目的；

上述自动测调分为误差法流量自动测调方案和周期测调两种方案。

采用误差法流量自动测调方案时，集成试井控制配注工具根据预设的流量误差标准自动调节流量，当分层流量与目标流量误差大于设定误差时，自控水嘴自动调节开度，从而达到配注要求；当流量误差小于设定误差时，自控水嘴不调节，处于休眠状态。

采用自动测调包括周期测调方案时，集成试井控制配注工具根据预设的流量误差标准自动测调周期，按照预设流量值，自控水嘴自动调节开度，确保实际值与预设值相符，当处于自动测调周期内时，即使达不到预设值，自控水嘴也不进行调节。

步骤g：数据录取，采用电缆试井车通过电缆连接无线控制仪下入井下，与集成试井控制配注工具定位对接，采用短距离电磁通讯的方式，录取所有测试数据，并可以修改集成试井控制配注工具预设的参数；

步骤h：正常注水：井下数据录取后，集成试井控制配注工具恢复正常注水，按照测调方案自动调节分层流量。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。