柱塞氣舉排水采氣生產(chǎn)測井系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測量系統(tǒng)及其控制方法，具體為柱塞氣舉排水采氣生產(chǎn)測井系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]柱塞氣舉排水采氣工藝是間歇?dú)馀e采油氣的一種工藝，由于在舉升氣體和被舉升液體之間提供了一種固體的密封界面-柱塞，因此該工藝減少了氣體的竄流和液體的回落，從而能有效提高氣體能量的舉升效率，使井的產(chǎn)量大大提高。
[0003]目前的柱塞氣舉排水采氣工藝一經(jīng)安裝使用，在運(yùn)行過程無法直接測量井下地層產(chǎn)氣情況，僅能通過在地面井口測量油壓、套壓、產(chǎn)氣和產(chǎn)水量來間接估計(jì)和判斷地層實(shí)際情況，僅利用這些數(shù)據(jù)不能給該工藝?yán)碚撃Ｐ偷那蠼馓峁└嗟膮?shù)，不能對該工藝的優(yōu)化提供更多實(shí)際的信息，不能對工藝運(yùn)行過程中其工作周期的調(diào)整提供可靠的實(shí)際的依據(jù)，無法監(jiān)視和分析油氣層的生產(chǎn)狀況及開發(fā)動態(tài)。而且該采氣工藝一旦開始運(yùn)行再下入生產(chǎn)測井工具進(jìn)行生產(chǎn)測井極不方便。
[0004]申請?zhí)枮?01110402030.1發(fā)明專利《采氣用柱塞井下運(yùn)行狀態(tài)跟蹤系統(tǒng)及其工作方法》，提供一種柱塞井下定位及運(yùn)行狀態(tài)跟蹤系統(tǒng)，該技術(shù)只是針對柱塞本身在井下的定位及其運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，檢測對象單一，不能對天然氣井的地質(zhì)地層情況進(jìn)行檢測，無法及時掌握氣層的產(chǎn)氣情況和出水程度。其數(shù)據(jù)傳輸采用柱塞在油管中運(yùn)行時碰撞油管接箍產(chǎn)生聲波脈沖信號沿管體傳輸?shù)降孛婊蛘哂芍麢z測子系統(tǒng)直接發(fā)射聲波脈沖信號由管內(nèi)氣體介質(zhì)傳輸至井口，這種傳輸方式具有一下缺點(diǎn):(1)碼間干擾。油管接頭之間具有的這種高發(fā)射特性導(dǎo)致了鉆柱脈沖的影響時間持續(xù)達(dá)百毫秒，這樣會使碼間有明顯干擾產(chǎn)生，此影響是制約信道傳輸能力的主要因素。(2)噪音干擾。產(chǎn)氣進(jìn)行過程中由多相流運(yùn)動產(chǎn)生的噪音能夠改變信噪比，從而影響信道的傳輸。(3)聲波衰減。聲波在以球形方式擴(kuò)散的同時會受到介質(zhì)和障礙物的影響，從而能量被介質(zhì)或障礙物吸收從而轉(zhuǎn)化成其他形式的能量。(4)測量參數(shù)少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)測井系統(tǒng)及其控制方法，實(shí)現(xiàn)測井?dāng)?shù)據(jù)的安全采集，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)采集多樣性。
[0006]具體技術(shù)方案為:
[0007]柱塞氣舉排水采氣生產(chǎn)測井系統(tǒng)，包括上位機(jī)和下位機(jī)；
[0008]上位機(jī)包括安裝在防噴管上的無線通信模塊和井口控制器；
[0009]下位機(jī)包括生產(chǎn)測井模塊，生產(chǎn)測井模塊安裝在柱塞內(nèi)部或柱塞的上部；生產(chǎn)測井模塊連接有行程開關(guān)，行程開關(guān)與柱塞內(nèi)的碰撞桿相連；
[0010]生產(chǎn)測井模塊用于采集和存儲流量、溫度、壓力信號的測井?dāng)?shù)據(jù)，并將測井?dāng)?shù)據(jù)發(fā)送給無線通信模塊，接受上位機(jī)指令，生產(chǎn)測井模塊出現(xiàn)問題時，向上位機(jī)發(fā)出報警信息和診斷信息；
[0011]無線通信模塊負(fù)責(zé)接收生產(chǎn)測井模塊的測井?dāng)?shù)據(jù)，并將測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸給井口控制器，井口控制器通過線纜與無線通信模塊連接，接收并存儲測井?dāng)?shù)據(jù)、報警信息和診斷信息，或通過監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)將數(shù)據(jù)傳遞給油田中心控制室。
[0012]生產(chǎn)測井模塊包括流量傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、微處理器、測井無線通信模塊、存儲器和電池；所述的流量傳感器通過流量信號調(diào)理電路與微處理器連接，溫度傳感器通過溫度信號調(diào)理電路、溫度A/D轉(zhuǎn)換電路與微處理器連接；壓力傳感器通過壓力信號調(diào)理電路、壓力A/D轉(zhuǎn)換電路與微處理器連接；所述的壓力A/D轉(zhuǎn)換電路連接有基準(zhǔn)電壓電路；所述的測井無線通信模塊和存儲器分別與微處理器連接；微處理器有控制電路與行程開關(guān)連接，電池分別為流量傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、微處理器、測井無線通信模塊提供電源。
[0013]柱塞氣舉排水采氣生產(chǎn)測井控制方法:
[0014]從關(guān)井期間開始，柱塞從地表下落，柱塞內(nèi)的單流閥打開，形成一個通道，使氣液通過，柱塞在自身重力的作用下下落，氣、水通過中心管與碰撞桿間的空隙流動；在下落到井底后，柱塞與井底緩沖器碰撞，受力零件是閥桿，閥桿向上運(yùn)動，推動柱塞中心的碰撞桿一起向上運(yùn)動，最后閥桿與柱塞內(nèi)的中心管接觸，將油氣傳輸?shù)耐ǖ婪忾]；在碰撞桿向上運(yùn)動的同時，借助閥桿向上運(yùn)動的力，將行程開關(guān)向上推，行程開關(guān)運(yùn)動時，將信號傳輸給生產(chǎn)測井模塊的微處理器；微處理器接收到信號，發(fā)出信號11，表明柱塞已坐穩(wěn)在卡定器上，發(fā)出測量指令，打開流量傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器進(jìn)行測量，將測量結(jié)果存儲在存儲器內(nèi)；
[0015]在柱塞上行過程中，即在柱塞離開卡定器之后，行程開關(guān)自動復(fù)位到初始狀態(tài)，同時傳輸給微處理器復(fù)位信號10，微處理器接收到11-10信號之后停止測量；
[0016]待柱塞連同液體被舉升到地表防噴管時，柱塞被防噴管內(nèi)的捕抓裝置固定住，柱塞內(nèi)的中心桿與防噴管內(nèi)的緩沖墊碰撞，碰撞桿受力向下運(yùn)動，推動閥桿向下運(yùn)動，閥桿與柱塞的中心管分開，形成油氣傳送的通道，使柱塞下部的氣體通過柱塞閥到達(dá)銷售管線，此時碰撞桿借由緩沖墊碰撞力將生產(chǎn)測井模塊上的行程開關(guān)向下推，行程開關(guān)被推向下的同時，傳輸給生產(chǎn)測井模塊的微處理器一個開關(guān)信號00，微處理器接收到信號，并發(fā)現(xiàn)信號變化是10-00，表明柱塞已經(jīng)到達(dá)井口防噴管內(nèi)，微處理器即發(fā)出指令打開測井無線通信模塊，測井無線通信模塊與上位機(jī)的無線通信模塊建立聯(lián)系，將存儲器里存儲的流量、溫度、壓力測井信息、故障信息傳輸給上位機(jī)的井口控制器，測井無線通信模塊同時接受上位機(jī)的信息；
[0017]在柱塞開始下行之時，離開防噴管后，行程開關(guān)復(fù)位到初始狀態(tài)，同時傳輸給微處理器復(fù)位信號10，微處理器接收到00-10變化信號之后停止數(shù)據(jù)傳輸，等待柱塞下行到卡定器之上開始下一周期測量。
[0018]流量傳感器測量流量，流量是表征油井動態(tài)變化和評價氣層生產(chǎn)特性的一個重要參數(shù)，對于產(chǎn)水氣井，其意義更大，對工作制度的制定、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益最大化有很大影響。油氣田勘探開發(fā)過程中，油層溫度和井內(nèi)流體溫度的變化是非常重要的參數(shù)和信息。
[0019]溫度傳感器測量記錄某一深度的井溫或沿井剖面的溫度變化，其測井資料可用于確定油層溫度，了解井內(nèi)流體流動狀態(tài)，劃分注入剖面，確定產(chǎn)氣、產(chǎn)液口位置，檢查管住泄漏、串槽，評價酸化、壓裂效果等多個方面。
[0020]壓力傳感器用于測量地層壓力(靜壓)和油氣井的流動壓力，地層壓力和流動壓力的差值就是生產(chǎn)壓差。油氣井生產(chǎn)能力的大小與生產(chǎn)壓差有直接關(guān)系，壓差大生產(chǎn)能力就大。測量這兩個生產(chǎn)參數(shù)，通過動態(tài)分析，掌握和分析開發(fā)過程中的壓力變化規(guī)律和油層壓力的分布規(guī)律，及時采取相應(yīng)措施進(jìn)行調(diào)整是合理開發(fā)油田，保證油田高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，提高油田最終采收率的重要手段。以往的柱塞氣舉工藝只能通過測量井口的油壓和套壓來間接估計(jì)這個生產(chǎn)壓差，而本本發(fā)明提供的柱塞氣舉排水采氣生產(chǎn)測井系統(tǒng)可將壓力傳感器深入井底并可持續(xù)測量一段時間，獲得大量的井底壓力信息。
[0021]本發(fā)明提供的柱塞氣舉排水采氣生產(chǎn)測井系統(tǒng)及其控制方法，將生產(chǎn)測井與柱塞氣舉工藝結(jié)合起來，利用氣舉工藝運(yùn)行過程的關(guān)井復(fù)壓階段進(jìn)行生產(chǎn)測井，測量井底溫度、井底流壓和產(chǎn)液流量信息，將測量數(shù)據(jù)先在井底就地保存，待到上行階段再通過無線通信方案傳輸給井口控制器，實(shí)現(xiàn)測井?dāng)?shù)據(jù)的安全采集，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)采集多樣性。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的柱塞氣舉排水采氣生產(chǎn)測井系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明的生產(chǎn)測井模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明的控制方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的具體實(shí)施例。
[0026]如圖1所示，柱塞氣舉排水采氣生產(chǎn)測井系統(tǒng)，包括上位機(jī)和下位機(jī)；
[0027]上位機(jī)包括安裝在防噴管100上的無線通信模塊I和井口控制器2 ；
[0028]下位機(jī)包括生產(chǎn)測井模塊3，生產(chǎn)測井模塊3安裝在柱塞200內(nèi)部或柱塞200的上部；生產(chǎn)測井模塊3連接有行程開關(guān)314，行程開關(guān)314與柱塞200內(nèi)的碰撞桿相連；
[0029]生產(chǎn)測井模塊3用于采集和存儲流量、溫度、壓力信號的測井?dāng)?shù)據(jù)，并將測井?dāng)?shù)據(jù)發(fā)送給無線通信模塊1，接受上位機(jī)指令，生產(chǎn)測井模塊3出現(xiàn)問題時，向上位機(jī)發(fā)出報警?目息和診斷?目息;
[0030]無線通信模塊I負(fù)責(zé)接收生產(chǎn)測井模塊3的測井?dāng)?shù)據(jù)，并將測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸給井口控制器2，井口控制器2通過線纜與無線通信模塊I連接，接收并存儲測井?dāng)?shù)據(jù)、報警信息和診斷信息，或通過監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)將數(shù)據(jù)傳遞給油田中心控制室。
[0031]如圖2所示，生產(chǎn)測井模塊3包括流量傳感器3