[发明专利]抽油井液位测量系统、测量方法及抽油井采油工艺综合控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种抽油井液位测量系统、一种抽油井液位测量方法和一 种抽油井采油工艺综合控制系统。

背景技术

我国石油工业广泛使用抽油井，井下液面深度测量是分析泵效及折算 井底流压，分析油井产能的必测参数，是改善采油工艺和提高采油过程的 自动化和智能化水平的关键。受测量条件限制，抽油井液位测量一般采用 声波法。声波法的两个关键问题是测量采用的硬件设备和相应的测量计算 方法。硬件设备包括声发射装置、接收装置等其他辅助控制装置。测量计 算方法包括套管环隙内声速计算、液面回波的识别以及到达井口时刻的确 定。鉴于液位测量的重要性，我国投入了相当大的人力和物力进行了深入 研究，也取得了一些有益成果，但因油井开采自身的特殊性，目前我国的 抽油井液位测量技术仍停留在较低的水平上，主要还是通过爆炸声源(子 弹爆炸)产生大功率声激励信号，利用接收器接收回波信号，人为地借助 于接箍波估算套管环隙内声速，通过简单的硬低通滤波识别液面回波，然 后通过阈值法粗略地确定液面回波到达时刻。由于爆炸声源功率大但能量 有限，以及受人为因素的影响和估算方法的不足，现有抽油井液位测量方 法和测量装置的测量误差大，探测能力低，操作不便，无法完成自动测量， 引入的火工品也存在安全隐患。因此亟需提供一种安全、可靠、快速、方 便、自动、精确的抽油井液位测量系统和测量方法。此外，还需要在可控 测量系统的基础上，构建出一种适合在线控制的抽油井采油工艺综合控制 系统。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的是提供一种抽油井液位测量系统、 测量方法及抽油井采油工艺综合控制系统。

根据本发明的抽油井液位测量系统包括：声激励装置，其用于发射持 续时间可控的声激励，以及用于抽吸气体和加压储存气体；与外界空气隔 绝的放气流体通路，其用于将声激励装置发射的声激励传送引导到套管环 隙内；与外界空气隔绝的吸气流体通路，通过它可使得声激励装置从套管 环隙内抽吸气体；传感器，其被设置成在声激励发射时不会受到声激励的 直接冲击且能接收回波的位置处，用于探测压力；以及本地控制处理单元， 其用于控制声激励装置、放气流体通路、吸气流体通路和传感器，使得可 向套管环隙内发射持续时间可控的声激励和从套管环隙内抽吸气体，同时 接收、存储和处理从传感器采集回的数据。

在抽油井液位测量系统的一个实施例中，抽油井液位测量系统还包括 显示装置，所述显示装置用于显示液位测量数据和处理结果。

在抽油井液位测量系统的一个实施例中，抽油井液位测量系统还包括 远程控制处理单元，所述远程控制处理单元可与本地控制处理单元通信， 和/或直接控制声激励装置、放气流体通路、吸气流体通路和传感器。

在抽油井液位测量系统的一个实施例中，放气流体通路和吸气流体通 路共用井口连接装置，所述井口连接装置用于与井口连接部分密封流体连 通。

在抽油井液位测量系统的一个实施例中，井口连接装置设有传感器安 装口，所述传感器安装口设置成使传感器在声激励发射时不会受到声激励 的直接冲击同时又可探测到回波。

在抽油井液位测量系统的一个实施例中，声激励装置采用的是气体压 缩装置。

根据本发明的抽油井液位测量方法，包括以下步骤：(1)控制处理单 元控制声激励装置通过与外界空气隔绝的吸气流体通路从套管环隙内抽吸 气体，并压缩存储在声激励装置中；(2)控制处理单元控制声激励装置通 过与外界空气隔绝的放气流体通路向套管环隙内发射持续时间为t1的声激 励，同时控制传感器同步采集存储一段时间t2内的回波数据；(3)在第一 次声发射的数据采集完成之后，控制处理单元控制声激励装置通过与外界 空气隔绝的放气流体通路再次向套管环隙内发射持续时间为t3的声激励， 同时控制传感器同步采集存储一段时间t4内的回波数据；以及(4)通过控 制处理单元对采集数据进行处理，计算出套管环隙内的声速和液面回波到 达井口的时刻，最终获得抽油井液位。

在抽油井液位测量方法的一个实施例中，t1＝0-2s，t3≥0.5s；或t1≥ 0.5s，t3＝0-2s。

在抽油井液位测量方法的一个实施例中，优选t2≤30s，t4≤30s。

在抽油井液位测量方法的一个实施例中，t1＝0-2s，0.5s≤t3≤t4；或 0.5s≤t1≤t2，t3＝0-2s。