[发明专利]油田压裂液的自动混配控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田压裂液的自动混配控制方法，主要用于油田压裂作业时压裂液的自动混配控制。

背景技术

近年来，一些大、中型油田纷纷进入二次采油阶段，最有效的增产措施就是采取压裂酸化作业。而压裂酸化作业的成功与否很大程度上取决于压裂液质量的好坏。压裂液的传统配制方法为：在固定配液站内或井场内，按配液总量和混配比例加入水和稠化剂，强制循环后放置一段时间，使稠化剂和水充分溶胀，从而使粘度达到设计要求。目前压裂液高质量连续混配仍是难题，难点在于稠化剂(胍尔粉等)不易与水快速亲合，易形成大量水包粉(鱼眼)，不能循环后再混合，自然溶胀时间长，需40分钟以上等。生产的压裂液还存在以下问题：含有大量水包粉，粉料浪费大，混配质量差，水合粘度低；加料不均匀，粘度不均匀；溶胀速度慢，作业前须预先混配，若压裂工况改变，预先混配的压裂液难以满足新的工况，易造成浪费。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足之处，提供一种油田压裂液的自动混配控制方法，用于在作业现场压裂液的连续混配，满足现配现压施工作业，本方法不仅可以实现准确连续均匀加料和高质量连续配液，有效除去水包粉，还可以实现计算机全自动控制，配比和混配速度实时调节，配液参数储存、回放等。

为了实现上述目的，本方法设计了一个混合罐和一个水合罐。在混合罐中，经过喷射器高压喷射的水和粉经过初步溶合，再经过传输泵剪切抽取到水合罐，再在水合罐中进行第二次溶合。当配比精度在±1％内，而水和粉经过充分溶合时，出口黏度就能满足要求。其具体技术方案如下。

油田压裂液的自动混配控制方法，包括喂料机控制装置、清水吸入泵控制装置、传输泵控制装置、排出泵控制装置、液添泵控制装置，该方法通过调节喂料机输出速率来控制下粉速度，通过调节清水吸入泵控制清水吸入流量，从而控制混合罐液位，通过调节传输泵控制水合罐液位，根据实际排出流量和设定液添配比来调节液添的流量，根据实际排出流量和设定排出流量来控制排出泵，该方法包括以下步骤：

(1)设定作业参数；

(2)采集混合罐液位和清水流量信号，计算出需要设定的清水流量，根据设定的清水流量对清水吸入泵控制装置进行控制，从而控制混合罐液位；

(3)采集干粉罐中干粉重量信号，利用失重法计算下粉总量，并根据清水流量，计算出干粉设定速率，根据干粉设定速率对喂料机控制装置进行控制；

(4)采集水合罐液位和排出流量信号，计算出需要设定的传输泵排出流量，根据设定的传输泵排出流量对传输泵控制装置进行控制，从而控制水合罐液位；

(5)微处理器判断设置为批混即混配好的混合物先储存在罐中时，采集排出流量信号，根据设定的排出流量，利用PID指令对排出泵控制装置进行控制；

(6)采集液添流量信号，根据排出流量，计算出液添设定流量，根据液添设定流量对液添泵控制装置进行控制；

(7)作业完成后，记录历史数据。

在上述技术方案中，步骤(2)所述对清水吸入泵控制装置进行控制的方法为：

2.1在传输泵工作前，将设定清水流量作为PID控制的设定值W(sp)；同时计算此时W(sp)上限＝设定清水流量+30gpm，W(sp)下限＝设定清水流量-30gpm；

2.2待传输泵工作后，若排出流量传感器测得的排出流量在2秒内改变量大于80gpm后，将排出流量传感器测得的实时值作为清水吸入泵PID控制的设定值W(sp)，同时计算此时W(sp)上限＝排出流量+30gpm，W(sp)下限＝排出流量-30gpm；