【摘 要】
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近年来,我国油田层间矛盾冲突显露,油水分布复杂,围绕静态数据分析确定高含水层精度低,当油藏动态变化需调整生产方案时,分层注水技术不具备实时调整能力。且在分层注水自动控制理论及相关技术方面还停留在针对两层注水,而国内油田普遍含油层系较多,故对分层注水的研究还需进行进一步完善。本文结合先进传感器,PLC编程和MODBUS通信协议设计了一套智能控制系统,对该系统的分层注水实验系统和智能控制软件系统进行设
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近年来,我国油田层间矛盾冲突显露,油水分布复杂,围绕静态数据分析确定高含水层精度低,当油藏动态变化需调整生产方案时,分层注水技术不具备实时调整能力。且在分层注水自动控制理论及相关技术方面还停留在针对两层注水,而国内油田普遍含油层系较多,故对分层注水的研究还需进行进一步完善。本文结合先进传感器,PLC编程和MODBUS通信协议设计了一套智能控制系统,对该系统的分层注水实验系统和智能控制软件系统进行设计,以此实现分层注水量的智能控制;各分层注水参数的实时采集,远程监控及传输,最终完成一套满足合作单位提出设计要求的地面分层注水井口智能控制系统。对分层注水量的精确测量和智能控制进行研究。为实现注水量的精确测量,对流量计传感器安装位置进行优化分析,确定其最小安装高度为所在直管段直径的11倍。为实现注水量的智能控制,提出将PID智能控制策略应用于分层注水并进行智能控制实验,系统误差均控制在±4.44%之内,低于设计使用要求的±5%,确定将PID智能控制策略应用于分层注水能够实时精确控制各层注水量,实现分层注水量的智能控制。对分层注水量与流量调节球阀开度定量关系进行研究。结合三层注水的数学模型研究,CFD模拟计算和实验,得到全工况下的各层质量流量值。通过相关性分析确认各参数均可与各层注水量共同拟合后,再通过拟合分析可知使用多元非线性模型代替多元线性模型进行拟合,预测精度有大幅提升,三层注水分别提升12.70%,11.32%和17.08%,最终得出各层注水量与三层流量调节球阀开度的多元非线性模型拟合方程即定量关系,为三层注水的技术开发提供理论参考与方法。基于正交试验法通过CFD模拟对地面分层注水井口分层注水量进行研究。基于正交试验法对分层注水量研究的CFD模拟正交试验表进行设计,后进行CFD正交模拟,得出CFD模拟结果后对结果进行极差分析,方差分析和拟合分析,最终得出三层注水拟合优度分别为0.970,0.907和0.935均达到强相关的拟合结果,即各层注水量与三层流量调节球阀开度和三层出水口表压力的定量关系,将第四章的理论得以扩充,满足后续生产需求。
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