一种井下分层注水绿色远程智能测调系统的制作方法

本发明涉及油田注采工艺设备，具体为一种井下分层注水绿色远程智能测调系统。

背景技术：

1、分层注水是大庆油田开发最重要特色技术和“六分四清”管理方法重要内容之一。

2、大庆油田注水井体量大、层段多，层间干扰严重，注采井距逐步缩短，三采后注水介质复杂，注水合格率有效期缩短，无法保证实时注水合格率达到90%以上。目前预置电缆分层注水技术已经可以通过配水器控制单元监测和控制地下配水器，实现现场井下数据实时监测和注水量调控。但是该技术在推广应用中遇到了难题。

3、问题一：配水器控制单元供电问题如下：

4、1、大庆油田地域分散，只有少部分靠近油井的水井可以外接动力电。外接动力电为380v或220v交流电，而地面控制单元需24v直流供电，需要将380v或220v交流电转换为24v直流电。外接动力电还需挖沟铺设电缆，费用较高且存在一定程度的安全风险隐患。

5、2、大部分水井距离油井较远，不具备接动力电的条件，只能提供移动电源进行现场测试。

6、问题二：大庆油田注水井总数29866口，平均分注4.07段。采用现场测调的方式进行数据采集，需要将资料及外报数据人工记录，测试完成后，还需将资料带回小队完成录入。这种方式管理流程复杂，运行效率低，测试周期以天为单位，数据间隔时间长，不能实时提供实测数据、及时反映油藏动态变化、及时进行开发方案调整。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，为实现“双碳”目标，推动绿色低碳发展，本发明提供了一种井下分层注水绿色远程智能测调系统，本系统克服了现有技术中水井接动力电困难、存在一定程度的安全风险隐患、费用高，甚至无法接动力电等问题；同时改变分注测试方式，以室内远程测调代替井场测试，缩短分注测试周期，实时提供实测数据，提高运行效率和管理水平。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一种井下分层注水绿色远程智能测调系统，包括新能源供电系统、配水器控制单元、无线传输模块和远程控制系统；

4、所述新能源供电系统与配水器控制单元连接；

5、所述新能源供电系统与无线传输模块连接；

6、所述配水器控制单元通过rs485通讯线与无线传输模块连接；

7、所述远程控制系统通过无线网络与无线传输模块连接。

8、优选的，所述新能源供电系统采用光伏太阳能直流24v供电，所述新能源供电系统包括太阳能板、蓄电池、充电控制器、太阳能引出电缆、电池引出电缆、负载电缆，所述太阳能板安装后离地面高度不少于2米，所述太阳能板安装朝向为正南方向，所述太阳能板的板面与水平面夹角为45°，所述蓄电池和充电控制器均放入地埋箱中，埋入地下，深度不小于1.6米；所述太阳能引出电缆、电池引出电缆、负载电缆分别接到充电控制器上，所述负载电缆连接配水器控制单元内部的空开接线柱，所述蓄电池采用地埋方式安装。

9、优选的，所述配水器控制单元的工作模式包括定时采集模式和持续工作模式；

10、所述定时采集模式包括以下方法步骤：当远程控制系统只执行采集数据要求时，配水器控制单元被唤醒，主动对井下仪各层进行供电唤醒及数据采集操作，30s之后进行数据返回，后续按照1小时时间间隔对井下各层进行一次数据更新，其他时间井下仪处于低功耗状态；

11、所述持续工作模式包括以下方法步骤：当远程控制系统执行流量调节要求时，配水器控制单元被唤醒，主动对井下仪各层进行供电和唤醒操作，系统进入持续工作状态，用户可进行正常远程测调，用户无操作一小时后，系统自动进入定时采集工作模式。

12、优选的，所述无线传输模块通电后通过油田vpdn 4g专网，向所述远程控制系统发送连接请求，所述远程控制系统收到无线传输模块的连接请求后，首先将登陆的id信息与后台数据进行校验，校验无误后，即允许无线传输模块登陆远程控制系统；

13、所述远程控制系统会定时向所有已登录的无线传输模块发送数据采集指令，自动执行注水井井下参数采集任务，所述无线传输模块接收到指令后将指令通过rs485通讯线传输给配水器控制单元，所述配水器控制单元向新能源供电系统的充电控制器发送指令，将蓄电池从“储能”状态转换成“放电”状态，为配水器控制单元供电，所述配水器控制单元恢复供电，主动对井下仪各层进行供电唤醒及数据采集操作，所述井下仪将各层传感器采集到的参数反馈给配水器控制单元，所述配水器控制单元将接收到的井下参数，封装成数据包发送给无线传输模块，所述无线传输模块再将数据包发送给远程控制系统。

14、优选的，所述远程控制系统将所有注水井返回的井下数据存储，并对每口注水井进行实时采集数据和配注方案对比，验证实时采集的注水量是否符合配注方案；

15、首先将采集的井下各层段实时流量值与配注方案里各层段对应配注量进行对比，如果某些注水井的个别层段注水量和配注方案的误差在±10%以上，那么所述远程控制系统会选出误差最大的层段，选出误差最大的层段后，根据其孔径值大小和嘴前嘴后压力差判断该层段是否具备流量调节能力，如果不具备调节能力，则将该井进行超差报警；如果具备调节能力，则针对此井该层发送流量调节指令，具体调节指令根据误差范围判断；

16、如果实际流量大于配注流量，则发送关小水嘴指令，如果实际流量小于配注流量，则发送打开水嘴指令，流量调节指令通过无线传输模块发送给配水器控制单元。

17、优选的，所述配水器控制单元恢复供电，进入持续工作模式，按照指令调节井下层段的水嘴大小，并接收井下反馈回来的实时数据，配水器控制单元将接收的实时数据通过无线传输模块发送给远程控制系统。

18、优选的，所述远程控制系统对反馈的实时数据进行监测，当实时流量达到配注流量±10%误差范围内时，会立刻通过所述无线传输模块给配水器控制单元发送停止指令；

19、所述配水器控制单元收到停止命令后，对该层井下仪执行停止操作，并反馈停止完成信息，所述配水器控制单元接收到停止完成信息后，将该信息通过无线传输模块发送给远程控制系统，所述远程控制系统收到停止完成信息后，会对该井再次发送数据采集指令，并将返回的实时采集数据再次和配注方案对比，验证实时采集的注水量是否符合配注方案；

20、若该井各层段均符合配注方案，则完成数据自动采集任务，若某些层段不符合配注方案，则再次针对该层段执行流量调节操作，直至该井全层段均符合配注方案为止。

21、本发明提供了一种井下分层注水绿色远程智能测调系统。具备以下有益效果：

22、1.本发明克服了现有技术中水井接动力电困难、存在一定程度的安全风险隐患、费用高，甚至无法接动力电等问题；同时改变分注测试方式，以室内远程测调代替井场测试，缩短分注测试周期，实时提供实测数据，提高运行效率和管理水平。

23、2.本发明通过新能源供电系统达到持续稳定、绿色环保、安全可靠、经济适用、节能降耗等优点，不受地域限制，满足东北地区冬季低温的工作环境，在智能分注领域推动了绿色低碳发展。

24、3.本发明还实现了“三个跨越”：测调生产方式由人工机械向智能测调跨越、井场测调向室内远程测调跨越、操作人员由“蓝领”向“白领”跨越，发挥技术示范引领作用，为油田3000万吨持续稳产提供强力技术支撑，推动了大庆油田数字化转型、智能化发展的进程。

25、4.本发明已在大庆油田5个智能分注技术示范区，现场应用378口井，其中2021年完成300口井，最长运行时间3年，最高分注8个层段，注水合格率可长期保持90%以上，有力支撑油田精准开发。