监测更准确注水更精细
大庆油田注水井智能配注技术探秘
中国石油新闻中心[ 2015-05-27 10:03 ]
一台笔记本电脑、一辆测试车、一个地面控制箱、一支测控仪——5月19日，在大庆油田北3-11-丙水264井场，记者见证了精细注水新技术的神奇：大庆采油工程研究院科研人员将这“四件套”与潜入井下的芯片电联后，20天内的井下数据即可被提取。

大庆油田注水井智能配注技术试验成功，摸清了北3-11-丙水264井及其周围连通的4口采油井的脾气秉性，所属复杂区块有效动用厚度提高7.82个百分点。

目前，这4口采油井平均单井日产液增加4.8吨，日产油增加0.33吨。

一套智能配注器、一支智能测控仪加上小巧的电源管理仪，潜入地下，与控制系统的芯片“珠联璧合”，能摸准摸透油藏脉络走向，使注采关系复杂的区块实现精细注水不再困难。

井下数据能否实时连续监测？
从最早的“固定式”到“直读式”，再到如今的“智能式”，每一次精细注水工艺技术的更新换代，都推动了大庆油田注水开发跨越式发展。

工艺技术创新延伸了精细注水的深度与广度，使地下情况越摸越清，分层注水越注越精。

与常规配注技术相比，大庆油田注水井智能配注技术可谓是“新式武器”。

它是将压力流量监测、通信及自动控制系统置于井下智能配水器中，可对“嘴后”压力、层段注入量及累计注入量实时连续监测，在精细油藏分析、提供数据支持上更胜一筹。

中国石油大学(华东)硕士学位论文
通过前期艰苦攻关，大庆油田注水井智能配注技术在井下无线通信、非接触充电及智能测调等方面相继取得突破，研制出的智能测控仪Ⅰ型和配注器Ⅰ型实现了井下注入量、压力、温度等参数的长期连续监测及小层注入量自动测调。

然而，新技术也暴露出测试施工困难和高压差下流量控制阀难以打开、误差大等问题。

每次测试，都需要关井，同时由吊车、污水罐车和钢丝测试车共同配合完成，正常的生产工况受到影响，施工难度大，作业成本高。

“新式武器”面临严峻考验，诸多问题亟待解决。

一辆车就能完成全部测试？
经过油田开发中、高、特高含水期的洗礼，大庆采油工程研究院分层注水技术研发流程逐步完善，精细注水的“雷区”被不断排除。

今年年初以来，科研人员继续攻坚啃硬。

针对这项技术存在的瓶颈问题，科研人员研制出智能测控仪Ⅱ型及电源管理仪，优化了测试工具，简化了测试难度，降低了成本。

与智能测控仪Ⅰ型相比，Ⅱ型是利用直径3.2毫米单芯钢管电缆配合施工，仅需一辆钢管电缆测试车即可完成全部测试工作，无需其他车辆和设备配合，简化了施工工艺。

测控仪总长度缩短至1.4米，重量降低，井口处由单人操作即可将智能测控仪下入至井内，操作简单方便，降低了测试难度。

同时，智能测控仪Ⅱ型与智能配注器间的通信距离由0.5米增加到1米。

这意味着，智能测控仪Ⅱ型在距离智能配注器1米时，就能建立稳定的通信连接，进行数据传输，降低了仪器对接难度，提高了测试施工效率。

在此基础上，采油工程研究院研制出智能电源管理仪，与单芯钢管电缆配套使用，实现了对井下电池组的非接触充电，井下工具可长期稳定带电工作。

然而，科研人员很快发现了新问题：高压差下，流量计测量精度低，流量控制阀开启困难。

经过反复实验与试验，研制出智能配注器Ⅱ型，改进了流量计的控制电路，去除杂波、识别真实信号的能力得到提高，识别精度得到加强。

此外，科研人员对流量计的测试探头进行优化，使流量计在紊流状态下抗干扰能力大大提升。

90%以上注水合格率如何实现？
大庆油田注水井智能配注技术适用于层间矛盾突出、层段压力变化频繁等注采关系复杂区块的精细分层注水。

特别是新开发投产区块，基础资料少、井下情况认识不清晰，应用这项技术，可对井下压力和流量数据连续监测2年至3年，既有利于精细地质分析，又可为注采方案调整提供数据支持。

随着应用范围的扩大，大庆油田注水井智能配注技术日趋稳定，地面地下一体化优势凸显，提高了工艺稳定性和测试精度，保证了注水合格率。

以往常规测试，需要工人定期上井测试，而且只能测量到当时的数据，两次测
试之间存在空白区。

注水井智能配注技术可以对井下注水压力、注水量等生产数据连续监测，测试间隔可根据生产需要人为设定，并可根据配注要求对注入量定期自动调配，使注水合格率稳定在90%以上。

此外，这项技术可实现井下全自动测调，无需人工参与。

测试工人只需要定期上井为电池充电。

2014年至今，通过6口井的现场试验，单井测试时间为1天，实现了注水井生产数据连续监测，录取井下压力、流量、温度等监测数据12.642万组。

通过分析采集数据，制定井组匹配调整方案，为深化调整水驱、精细挖潜提供了良好的技术支撑。

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注水井智能配注技术
大庆油田采油工程研究院研发的新一代注水井智能配注技术，即非接触式智能分层注水技术，是将压力流量监测、控制调整系统置于井下智能配注器中，比对单层流量与配注量，发送指令实现井下全自动测调。

注水井智能配注技术的优势在于：
自动化——无需人工参与，节省测试班组；单层流量超出设定误差范围后，可进行自动调整。

非接触式——利用智能测控仪把井下监测数据传至地面。

这项技术适用于层间矛盾突出、层段压力变化频繁等注采关系复杂区块的精细分层注水。

特别是在大庆油田新开发投产区块，基础资料少、井下情况认识不清晰，应用这项技术可对井下压力和流量数据进行2年至3年的连续监测，可使注水合格率长期保持在90%以上。

同时，其连续监测的技术优势可为精细油藏分析提供全新的井下分层数据支持，可提高地质分析精度，增强挖潜措施的科学性与合理性。

专家说
中国石油勘探开发研究院副总工程师刘合：
实践证明,精细注水是油田开发的长效之策、根本之策。

大庆油田已进入特高含水开发阶段，注采关系更加复杂，对配水精度和测调周期要求更高。

提高注水合格率，是提高油层动用比例的有效方法。

诚然，目前发展的细分注水工艺实现了直读式高效测调，但个别注水井受区块地质条件及周围注采关系影响，注入量变化较频繁，导致测试难度大或所需测调周期极短。

因此，需要研究解决这部分井测试效率的问题。

大庆油田新研发的注水井智能配注技术能够实时对井下注水压力、注入量等关键生产参数进行长期连续监测，获得连续注水指示曲线和累计注水量，同时根据设定的注入要求进行注入量自动调配，调配精度在±10%以内，使注水合格率保持在90%以上。

中国石油大学(华东)硕士学位论文
试验表明，这项技术能够对生产井进行连续监测，无需改变其生产状态，在减少测试工作量的同时，提供高精度井下生产数据，可进一步摸清油藏开发区块的注采规律，为油藏工程数值模拟及合理配注方案的制定提供基础。

从效益评价看，这项技术是当前精细注水领域最具潜力的新技术。

操作者说
大庆油田采油工程研究院工程师宋兴良：
工欲善其事，必先利其器。

注水井智能配注技术就是这样的利器——一台笔记本电脑与一个地面控制箱、一辆钢管电缆测试车、一支测控仪电联后，测控、传输等操作即可完成。

以大庆北1-71-540井现场试验操作为例。

测试前，利用专用电缆头将智能测控仪与测试车上的钢管电缆连接，地面控制箱与电缆信号输出端口连接，接通地面控制箱电源，开启控制用笔记本电脑，将无线信号天线插入电脑USB接口与地面控制箱建立连接，即与智能测控仪建立通信。

这时，通过操作界面就可以看到智能测控仪返回信号。

将智能测控仪下入防喷管内，按照正常测试工艺开展智能配注井测试工作。

当测控仪下入到目的层附近时，逐渐放慢下放速度。

当电脑控制界面返回井下智能配注器编码时，可迅速找到目的层智能配注器，表明测控仪与井下智能配注器已建立通信连接。

此时，可立即停止下放测控仪，进行数据传输操作。

此时，再看电脑软件操控界面，注水井压力、流量、温度等参数一目了然，人工调配操作、井下配注及监测参数设置界面，以及压力流量与时间的关系曲线均可同步显示。