一种水平井气液砂智能控制与监测系统及方法与流程

本发明属于水平井监测，具体涉及一种水平井气液砂智能控制与监测系统及方法。

背景技术：

1、试油及返排是压裂后完井生产前的关键环节，试油及返排制度是否科学合理对于压裂效果评价、采油方案及后期生产效果影响极大。试油及返排速率控制不当，可能造成诸多后果，如裂缝口支撑剂流失，导致裂缝过早闭合，丧失与井筒连通性；在高应力地层中发生支撑剂破碎的现象，破碎的碎屑流动并阻塞裂缝，降低裂缝导流能力；大量出砂磨损地面设备等。

2、当前的试油返排工艺，仍然是包括油嘴管汇、相分离器的传统工艺，油嘴管汇需要工程师手动进行更换，存在作业效率低、安全风险高的问题，相分离器占地面积大、管汇连接工作量大，最关键的问题是相分离器需要较长的测试时间达到稳定测试状态，进而延长了试油周期，增加了试油成本，整个系统无法对出砂情况进行实时监测，无法及时优化油嘴开度控制出砂。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种水平井气液砂智能控制与监测系统及方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

2、一种水平井气液砂智能控制与监测系统，包括：自动可调油嘴管汇、含砂仪、多相流量计和数据处理终端；

3、所述自动可调油嘴管汇，设置在所述井口装置上，用于根据所述数据处理终端发送的实时开度调节指令或预设开度调节指令调节自动阀门的开度；

4、所述含砂仪，与所述自动可调油嘴管汇的出液端连接，用于检测经过所述自动可调油嘴管汇排出的返排液的含砂率数据，并将所述含砂率数据传输至所述数据处理终端；

5、所述含砂仪的出口与所述多相流量计连接；所述多相流量计用于检测流经的返排液的油流量数据、气流量数据、水流量数据及油气水三相总流量数据，并将所述油流量数据、所述气流量数据、所述水流量数据及所述油气水三相总流量数据传输至所述数据处理终端；

6、所述数据处理终端，用于并根据所述含砂率数据、所述油流量数据、所述气流量数据、所述水流量数据及所述油气水三相总流量数据向所述自动可调油嘴管汇的自动阀门发送所述实时开度调节指令；

7、所述自动可调油嘴管汇、所述含砂仪和所述多相流量计均与所述数据处理终端通信连接。

8、在本发明的一个实施例中，所述自动可调油嘴管汇的进液端处设置有第一压力温度传感器，所述自动可调油嘴管汇的出液端处设置有第二压力温度传感器；

9、所述第一压力温度传感器和所述第二压力温度传感器均与所述数据处理终端通信连接。

10、在本发明的一个实施例中，所述含砂仪是出口与所述多相流量计之间还连接有砂分离器。

11、在本发明的一个实施例中，所述自动可调油嘴管汇的自动阀门的控制器上电连接有第一无线通信模块；

12、所述第一无线通信模块与所述数据处理终端的第二无线通信模块无线通信连接。

13、在本发明的一个实施例中，所述含砂仪的控制器上电连接有第三无线通信模块；

14、所述第三无线通信模块与所述第二无线通信模块无线通信连接。

15、在本发明的一个实施例中，所述多相流量计与所述第二无线通信模块无线通信连接。

16、本发明实施例的第二方面提供一种水平井气液砂智能控制与监测方法，应用于本发明实施例的第一方面的系统，包括以下步骤：

17、步骤一，压裂焖井结束后，数据处理终端控制自动可调油嘴管汇开启，自动可调油嘴管汇将其自动阀门的开度数据传输至数据处理终端；

18、步骤二，含砂仪检测经过所述自动可调油嘴管汇排出的返排液的含砂率数据，并将所述含砂率数据传输至所述数据处理终端；

19、步骤三，多相流量计用于检测流经的返排液的油流量数据、气流量数据、水流量数据及油气水三相总流量数据，并将所述油流量数据、所述气流量数据、所述水流量数据及所述油气水三相总流量数据传输至所述数据处理终端；

20、步骤四，数据处理终端根据所述自动阀门的开度数据、所述含砂率数据、所述油流量数据、所述气流量数据、所述水流量数据及所述油气水三相总流量数据向所述自动可调油嘴管汇的自动阀门发送实时开度调节指令；

21、步骤五，所述自动可调油嘴管汇根据所述数据处理终端发送的实时开度调节指令调节自动阀门的开度。

22、在本发明的一个实施例中，所述自动可调油嘴管汇的进液端处设置有第一压力温度传感器，所述自动可调油嘴管汇的出液端处设置有第二压力温度传感器；

23、所述第一压力温度传感器和所述第二压力温度传感器均与所述数据处理终端通信连接；

24、所述步骤一还包括：

25、所述第一压力温度传感器和所述第二压力温度传感器分别检测自动阀门上游和下游的温度压力数据，并将所述温度压力数据传输至所述数据处理终端。

26、本发明的有益效果：

27、本发明通过自动可调油嘴管汇可实现油嘴智能可调，降低了施工风险，提高了施工效率；用多相流量计替代了相分离器，减少了施工占地面积，提高了施工效率，降低了施工成本；通过含砂仪实现了对出砂情况的实时监测，数据处理终端根据含砂仪的检测数据及时控制自动可调油嘴管汇的开度以控制出砂量，提升了压裂效果。全工艺流程通过数据处理终端完成相互关联、自动控制、数据远传，数据处理终端能够根据检测的相关数据实时调节自动可调油嘴管汇的开度，防止放喷过猛造成吐砂、脱气，最终实现试油工艺优化、安全高效施工的目标，进而提升油井的最终采收率，延长油井的生命周期。

28、以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

技术特征：

1.一种水平井气液砂智能控制与监测系统，其特征在于，包括：自动可调油嘴管汇、含砂仪、多相流量计和数据处理终端；

2.根据权利要求1所述的一种水平井气液砂智能控制与监测系统，其特征在于，所述自动可调油嘴管汇的进液端处设置有第一压力温度传感器，所述自动可调油嘴管汇的出液端处设置有第二压力温度传感器；

3.根据权利要求1所述的一种水平井气液砂智能控制与监测系统，其特征在于，所述含砂仪是出口与所述多相流量计之间还连接有砂分离器。

4.根据权利要求1所述的一种水平井气液砂智能控制与监测系统，其特征在于，所述自动可调油嘴管汇的自动阀门的控制器上电连接有第一无线通信模块；

5.根据权利要求4所述的一种水平井气液砂智能控制与监测系统，其特征在于，所述含砂仪的控制器上电连接有第三无线通信模块；

6.根据权利要求4所述的一种水平井气液砂智能控制与监测系统，其特征在于，所述多相流量计与所述第二无线通信模块无线通信连接。

7.一种水平井气液砂智能控制与监测方法，其特征在于，应用于权利要求1-6任一项所述的系统，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种水平井气液砂智能控制与监测方法，其特征在于，所述自动可调油嘴管汇的进液端处设置有第一压力温度传感器，所述自动可调油嘴管汇的出液端处设置有第二压力温度传感器；

技术总结
本发明公开了一种水平井气液砂智能控制与监测系统，包括：自动可调油嘴管汇、含砂仪、多相流量计和数据处理终端；自动可调油嘴管汇用于根据返排控制流程控制流量，还可以根据数据处理终端发送的开度调节指令调节自动阀门的开度；含砂仪用于检测经过自动可调油嘴管汇排出的返排液的含砂率数据，并将含砂率数据传输至数据处理终端；多相流量计用于检测流经的返排液的流量数据并将流量数据传输至数据处理终端；数据处理终端用于控制自动可调油嘴管汇的自动阀门的开度。本发明还公开一种水平井气液砂智能控制与监测方法。本发明可以有效控制出砂，提高压裂效果，避免早期脱气或者过早的含水率上升，最终提升油井的最终采收率，延长油井的生命周期。

技术研发人员：王媛,郝双喜,万红旭,刘强民,左秋萍
受保护的技术使用者：西安思坦油气工程服务有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16