本發(fā)明屬于油氣田地面工程建設(shè)，涉及一種高壓小流量平衡注氣控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著油田開采的持續(xù)，油藏由于儲層致密，注水開發(fā)無法建立有效壓力驅(qū)替系統(tǒng)，導(dǎo)致采油井的原油產(chǎn)量逐漸衰減。為了快速補充地層能量，建立有效壓力驅(qū)替系統(tǒng)，提高開發(fā)水平，通過在油藏開展氣相驅(qū)注入(伴生氣或減氧空氣)，增加油藏能量，進而提高單井原油產(chǎn)量。

2、參見圖2，目前油田的氣相驅(qū)注入方法是在注氣站設(shè)置1套控制系統(tǒng)監(jiān)控整個注氣工藝過程，注氣站的壓縮機對注入的氣相介質(zhì)進行增壓，增壓后的氣體從注氣站外輸至下游各注氣井場，各井場的來氣總管再將氣體分至各注入井，當(dāng)井場第1口注入井的流量計計量到注入該井的氣量達到日配注量后，向注氣站控制系統(tǒng)發(fā)送報警信號，然后現(xiàn)場操作人員去井場關(guān)閉該注氣井的注氣管線閥門，實現(xiàn)該注氣井的每日定量注入。當(dāng)井場第2口井達到日配注量后，同理執(zhí)行上述操作。當(dāng)該井場的所有注入井都達到日配注量后，關(guān)閉所有注入井的注氣管線閥門，同時關(guān)閉該井場的總管閥門。各井場注氣控制流程依次類推，當(dāng)所有井場均達到日配注量后，注氣站控制系統(tǒng)停壓縮機，當(dāng)日該區(qū)塊注氣結(jié)束。

3、然而，上述的注氣控制方法有以下幾個缺點：1)無法控制氣體注入各井的速度：由于各注入井井口壓力不同，開注時，由于最小阻力原理，井場來氣總管中氣體會首先全部進入井口壓力最低的井，而井口壓力高的井幾乎沒有氣體注入，這樣導(dǎo)致井口壓力低的井在很短時間達到日配注量，并且導(dǎo)致注入該井的氣量瞬時過高而產(chǎn)生氣竄風(fēng)險。2)人工工作量大：目前國內(nèi)油田地面站場已經(jīng)邁向小型站場無人值守模式，各注氣井在達到日配注量后，需由注氣站派操作人員去井場關(guān)閉注汽井，各井達到日配注量的時間不同，因此需頻繁派人員去井場關(guān)閉達到配注量的井，耗時耗力。

4、因此，亟需提出一種新的注氣控制方法，實現(xiàn)各注入井勻速注入氣體，有效提高油田開發(fā)水平。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中注氣井場內(nèi)容易竄氣而壓力較高井注入速度過慢、難以實時調(diào)整并且人工工作量大的技術(shù)問題，提供一種高壓小流量平衡注氣控制系統(tǒng)及方法。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種高壓小流量平衡注氣控制系統(tǒng)，包括注氣匯管；所述注氣匯管分別連接若干單井注入管線，若干單井注入管線并列設(shè)置；單井注入管線的出口均連接采氣井口裝置；所述單井注入管線上沿注氣傳輸方向依次設(shè)置有流量計、流量調(diào)節(jié)閥和第三壓力變送器。

4、進一步地，所述注氣匯管上設(shè)置有第一壓力變送器。

5、進一步地，所述單井注入管線上還設(shè)置有開關(guān)閥；開關(guān)閥的入口通過管線連接注氣匯管。

6、進一步地，所述單井注入管線上還設(shè)置有第二壓力變送器；第二壓力變送器位于開關(guān)閥和流量計之間的管線上。

7、進一步地，所述單井注入管線上還設(shè)置有止回閥；所述止回閥位于流量調(diào)節(jié)閥與第三壓力變送器之間的管線上。

8、進一步地，所述單井注入管線上還設(shè)置有電動切斷閥；所述電動切斷閥位于止回閥與第三壓力變送器之間的管線上。

9、進一步地，所述電動切斷閥為電液閥。

10、第二方面，本發(fā)明提供一種采用上述系統(tǒng)的高壓小流量平衡注氣控制方法，包括以下步驟：

11、注氣過程開始，壓縮機啟動，井口壓力最高的單井注入管線上的流量調(diào)節(jié)閥開度為0％；其余單井注入管線上的流量調(diào)節(jié)閥開度為100％；

12、當(dāng)注氣匯管壓力升至與最低的井口壓力相同時，調(diào)節(jié)井口壓力最低的流量調(diào)節(jié)閥開度由之前的100％開始降低；當(dāng)注氣匯管壓力升至與次低的井口壓力相同時，調(diào)節(jié)井口壓力次低的流量調(diào)節(jié)閥開度由之前的100％開始降低；

13、隨著注氣匯管壓力的不斷升高，依次減小對應(yīng)井口壓力的流量調(diào)節(jié)閥開度；最終當(dāng)注氣匯管壓力達到與最高的井口壓力相同時，將井口壓力最高的流量調(diào)節(jié)閥開度由之前的0％緩慢打開；

14、當(dāng)任一時間點某注氣井達到日配注量，將電液閥關(guān)斷，停注，其余井繼續(xù)進行注氣。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

16、本發(fā)明公開了一種高壓小流量平衡注氣控制系統(tǒng)及方法，在各個注入井井口設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥、電動切斷閥、壓力變送器以及流量計，通過對壓力較低的井實施限流控制，壓力最高的口井實施壓力控制，以實現(xiàn)注入井場的各注入井的動態(tài)平衡注氣控制；解決了注氣井場內(nèi)壓力較低井注氣速度過快導(dǎo)致竄氣而壓力較高井注入速度過慢的問題，還克服了手動設(shè)置節(jié)流裝置后當(dāng)井口注氣壓力、速度出現(xiàn)變化后無法實時調(diào)整的缺陷；并且本發(fā)明節(jié)省了人力成本，安全可靠，具有良好的經(jīng)濟效益。

技術(shù)特征：

1.一種高壓小流量平衡注氣控制系統(tǒng)，其特征在于，包括注氣匯管；所述注氣匯管分別連接若干單井注入管線，若干單井注入管線并列設(shè)置；單井注入管線的出口均連接采氣井口裝置(9)；所述單井注入管線上沿注氣傳輸方向依次設(shè)置有流量計(4)、流量調(diào)節(jié)閥(5)和第三壓力變送器(8)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓小流量平衡注氣控制系統(tǒng)，其特征在于，所述注氣匯管上設(shè)置有第一壓力變送器(1)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高壓小流量平衡注氣控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單井注入管線上還設(shè)置有開關(guān)閥(2)；開關(guān)閥(2)的入口通過管線連接注氣匯管。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高壓小流量平衡注氣控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單井注入管線上還設(shè)置有第二壓力變送器(3)；第二壓力變送器(3)位于開關(guān)閥(2)和流量計(4)之間的管線上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高壓小流量平衡注氣控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單井注入管線上還設(shè)置有止回閥(6)；所述止回閥(6)位于流量調(diào)節(jié)閥(5)與第三壓力變送器(8)之間的管線上。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高壓小流量平衡注氣控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單井注入管線上還設(shè)置有電動切斷閥；所述電動切斷閥位于止回閥(6)與第三壓力變送器(8)之間的管線上。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高壓小流量平衡注氣控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電動切斷閥為電液閥(7)。

8.一種采用權(quán)利要求1-7任一項所述系統(tǒng)的高壓小流量平衡注氣控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高壓小流量平衡注氣控制系統(tǒng)及方法，屬于油氣田地面工程建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域；包括注氣匯管；所述注氣匯管分別連接若干單井注入管線，若干單井注入管線并列設(shè)置；單井注入管線的出口均連接采氣井口裝置；所述單井注入管線上沿注氣傳輸方向依次設(shè)置有流量計、流量調(diào)節(jié)閥和第三壓力變送器。本發(fā)明在各個注入井井口設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥、電動切斷閥、壓力變送器以及流量計，通過對壓力較低的井實施限流控制，壓力最高的口井實施壓力控制，以實現(xiàn)注入井場的各注入井的動態(tài)平衡注氣控制。

技術(shù)研發(fā)人員：左晨,姚欣偉,任曉峰,郭志強,商永濱,吳寶祥,王斌,劉元剛,陳兆安
受保護的技術(shù)使用者：長慶工程設(shè)計有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15