新型油田注水井多层段测调工艺研究

论文摘要

大庆油田开发50年过程中,历经“会战初期”、“中含水期”、“高含水期”几个时期。然而在2006年末水驱采油的各项数据指标显示,油田已经进入特高含水期阶段,产量逐渐递减。特高含水开发期将为采油工程带来以下矛盾:随着注水井数量和注水层数的不断增加,测试工作量在不断加大;层间矛盾逐渐加剧,注水合格率急剧下降;现有技术不能对注水参数行长期监测,无法深入对储油层的认识,不利于分析和挖潜剩余油。国外的采油技术正在向着智能完井技术方向发展,中国的智能完井技术还没有起步,同时中国油田注水设备并不适合将外国的智能完井技术照搬过来,因此结合中国现有的注水工艺研究出特高含水期注水井同步动态测调技术成为我国采油工程中迫在眉睫的当务之急。本文致力于研究适合于我国油田注水工艺的注水井数字化控制技术。在深入了解国外注水井相关技术后,提出了数字化控制的理念,设计了通过无线通讯方式对注水井进行控制。将微控制器集成在注水井控制器当中,在地面通过智能注水控制系统对注水压力和注水量进行控制。文章首先对注水井配水器进行了重新设计并且介绍了智能配水器各部分结构,对其工作方式以及供电方式进行了详细说明;对智能配水器的前端控制器进行了简要说明,阐述了地面对井下控制器的具体控制过程。对微控制器和无线通讯进行了着重说明,并且叙述了工作原理及控制方式,着重对电池组充电过程进行了阐述。控制策略上采用变论域自适应模糊控制。模糊控制系统的鲁棒性强,干扰和参数变化对控制效果的影响被大大减弱,尤其适合于非线性、时变及纯滞后系统的控制。变论域自适应模糊控制,提升了系统的控制精度和自适应能力。将油田注水井多层段测调工艺运用到实践中可以使注水合格率可以长期保持在90%以上,同时反馈的各类数据可以准确反映出油层状况,为下一步地质方案提供充足的资料。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 研究目的及意义
• 1.3 注水井水驱工艺发展现状
• 1.4 注水井测调控制策略研究现状
• 1.5 论文主要内容
• 第2章 注水井多层段测调工艺硬件设计
• 2.1 总体方案设计
• 2.2 智能配水器整体结构设计
• 2.2.1 配水器上连接套设计
• 2.2.2 配水器主体设计
• 2.2.3 配水器下连接套设计
• 2.3 智能配水器前端控制器设计
• 2.4 智能配水器控制电路设计
• 2.5 上位机和地面控制箱数据通信的实现
• 2.5.1 地面控制箱通讯方式
• 2.5.2 USB 无线设备
• 2.6 电池组充电控制电路设计
• 2.7 本章小结
• 第3章 注水量变论域自适应模糊控制
• 3.1 Mamdani 算法的插值机理
• 3.2 模糊控制器与PID 调节器的关系
• 3.2.1 单输入单输出模糊控制器与P 调节器的关系
• 3.2.2 双输入单输出模糊控制器与PD 和PI 调节器的关系
• 3.2.3 三输入单输出模糊控制器与PID 调节器的关系
• 3.3 非线性系统的变论域自适应模糊控制器
• 3.3.1 变论域自适应模糊控制器的基本结构
• 3.3.2 单输入单输出自适应模糊控制器
• 3.3.3 流量调节模糊控制
• 3.3.4 控制策略对比
• 3.4 本章小结
• 第4章 室内实验及上井测试
• 4.1 室内测调验证及分析
• 4.2 现场应用及分析
• 4.3 新型注水井测调工艺优越性分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章
• 致谢