本发明专利技术公开了一种基于RFID的注水/采油井用双向通信智能测调方法及系统，注水井中，在每个注水层段设置RFID配水器，PC机连接RFID地面控制系统，将井下RFID配水器阀开度大小和读取井下参数的指令信息，写入要到球形电子标签中；依次将两个带有相关指令信息的球形电子标签投入或泵送入注水井，对RFID配水器阀体的开度进行调节，并通过反洗井方式把球形电子标签洗出，在球形电子标签再次通过RFID配水器时对相应位置的流量、压力、温度等信息进行采集；根据采集的数据进行分析，并对RFID配水器阀体的开度数据进行校正，并且对下一次调节计算调节参数指令；所述球形电子标签程椭球体，内部设置可调节配重，实现注水/采油井流速的精准控制，地面和井下的双向通信以及球形电子标签顺利回收，操作简便、经济高效。经济高效。经济高效。
【技术实现步骤摘要】
一种基于RFID的注水/采油井用双向通信智能测调方法及系统
[0001]本专利技术涉及油田注水开采的注水控制
，具体涉及一种基于RFID的注水/采油井用双向通信智能测调方法及系统，通过向井内投入球形电子标签，在无需人工干预的情况下实现注水井井下各层RFID配水器注水量的调节，或采油井井下各层RFID配产器采液量的调节，以及井下流量、压力和温度等参数的准确监测，属于无缆式分层注采方法。
技术介绍
[0002]注水开采是油田开发中提高采收率、保持油田高产稳产的有效手段。目前，井下分层注采的方法主要包括：边测边调式分层注采方法、预设程序式分层注采方法、预置电缆式分层注采方法、压力脉冲式式分层注采方法。边测边调式和预设程序式分层注采方法无法对井下RFID配水器进行实时测控，受井斜影响大，在大斜度井中无法应用。预置电缆式分层注采方法需要在井下下入电缆，操作复杂、成本较高而且风险相对较大。压力脉冲式分层注采方法技术不成熟，尚无法实现双向通信，而且受井筒直径限制和环境影响较大。
[0003]现有技术中提出了一种基于自适应稳频RFID技术的油井注采控制方法(如专利号CN105735950A，中国，公布日2016年7月6日),利用RFID射频实现井下信息读取，该方法无需在井下下入电缆，操作简单。但现有的RFID注采控制方法普遍存在以下问题：
[0004](一)现有的RFID注采控制方法只能实现地面和井下的单向通信，无法反馈井下流量、压力和温度等信息。
[0005](二)在长时间使用过程中配水器阀体控制精度不可避免出现下降，但由于RFID配水器阀体开度无法实现在线控制与调节，进而无法实现对RFID配水(产)器的开度校正。
[0006](三)由于油井内部工况十分复杂、恶劣，随着油井深度的增加，RFID电子标签承受的压力呈线性增加，同时随油井深度增加RFID电子标签表面的泥浆堆积密度也呈指数级增长(Ludwig Plant Mud Density Theory)，导致RFID天线阻抗发生改变，进而对RFID电子标签与配水(产)器之间通讯的产生恶劣影响。
[0007](四)RFID电子标签在注水/采油井内下降的过程中，其姿态易受水流影响，导致RFID配水器对电子标签信息的读取失败，更有甚者会出现电子标签在油井中阻塞现象。
技术实现思路
[0008]为解决现有技术中存在的上述问题与缺陷，本专利技术专利提出了一种基于RFID的注水/采油井用双向通信智能测调方法及系统，通过对RFID电子标签的电路设计和结构设计，能够实现地面和井下的双向稳定通信，井下流量、压力和温度等参数的有效监测，以及对配水器阀门开度的自动控制与校正调节，解决了现有分层注采技术中存在的受井斜、井筒直径影响大，特别是油井开采中金属管道、饱和盐水、泥浆、高温等恶劣工况下无法实现地面和井下的双向通信问题，无需人工干预、操作简便、经济高效。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于RFID的注水/采油井用双向通信智能测
调系统，所述注水井包括RFID地面控制系统、液压站，以及由上至下依次设置的油管柱、液控管线、反洗井提升装置、滑套、顶封定位密封、隔离封隔器、RFID配水器、插入密封。
[0010]一种基于RFID的注水/采油井用双向通信智能测调系统，所述采油井包括RFID地面控制系统、泵工况地面控制器、钢铠电缆，以及由上至下设置的隔离封隔器、Y接头、坐落堵塞器、泄油器、电泵、泵工况、顶封定位密封、隔离封隔器、RFID配产器、插入密封、圆堵。
[0011]本专利技术还提供了一种基于RFID的注水/采油井用双向通信智能测调方法，当在注水井中使用时，所述方法包括如下步骤：
[0012]S1，指令写入：通过RFID地面控制系统将注水井下RFID配水器的阀门开度大小和读取井下参数作为指令信息写入球形电子标签；
[0013]S2，指令下传：将步骤S1得到的已写入指令信息的球形电子标签投入或泵送入所述注水井，当所述球形电子标签依次通过多个所述RFID配水器时，位于不同注水层位的所述RFID配水器内的井下读写器将读取所述球形电子标签携带的所述指令信息，相应的所述RFID配水器根据所读取的阀门开度大小指令信息控制阀门开度；
[0014]S3：电子标签回收及参数采集：全部阀门开度大小指令信息传递完成后，通过反洗井方式洗出所述球形电子标签，当所述球形电子标签再次通过所述RFID配水器时，不同层位所述RFID配水器内的井下读写器会将当前RFID配水器测量得到的流量、压力、温度等参数信息回传至所述球形电子标签；
[0015]S4：数据上传：待所述球形电子标签返回井上后，通过PC机连接所述球形电子标签，读取所述参数信息，实现数据上传；
[0016]S5：指令修正：PC机对步骤S4得到的所述参数信息进行分析，计算得到所述RFID配水器实际流量，根据所述实际流量确定所述RFID配水器实际阀门开度，根据实际阀门开度与期望值之间的偏差，修正所述阀门开度大小指令信息并将修正后的指令信息写入所述球形电子标签，为下一个测调流程做好校正准备；
[0017]S6：重复步骤S2
‑
S5，直至所述球形电子标签带回的流量、压力、温度等参数信息达到期望值或满足工作需求。
[0018]进一步的，根据所述RFID配水器反馈的流量、压力、温度等参数信息，查找数据库中的数值对应表确定球形电子标签流动干扰系数K和球形电子标签电磁干扰系数P；
[0019]进一步的，所述球形电子标签为椭球体形状，且其三维坐标形状表征函数为X2/a2+Y2/b2+Z2/c2＝1,其中a＝b≤c；其中当流动干扰系数K越大时c/a的取值越大，也就是说c/a正相关于K，即1≤c/a
∝
K。
[0020]进一步的，所述球形电子标签为内部设置沟道的空心结构，所述沟道内设置配重块。
[0021]进一步的，所述球形电子标签天线设置有电感L、电容C、电阻R，其中所述电感L、电容C、电阻R组成RLC谐振电路。
[0022]其中所述电阻R采用压电材料，并且设置在所述球形电子标签外表面，其电阻值R随压力增大而减小。
[0023]本专利技术还提供了一种基于RFID的注水/采油井用双向通信智能测调方法，当在采油井中使用时，所述方法包括如下步骤：
[0024]S1，指令写入：通过RFID地面控制系统将采油井下RFID配产器的阀门开度大小和
读取井下参数作为指令信息写入球形电子标签；
[0025]S2，指令下传：将步骤S1得到的已写入指令信息的球形电子标签投入或泵送入所述采油井，当所述球形电子标签依次通过多个所述RFID配产器时，位于不同层位的所述RFID配产器内的井下读写器将读取所述球形电子标签携带的所述指令信息，相应的所述RFID配产器根据所读取的阀门开度大小指令信息控制阀门开度；
[0026]S3：电子标签回收及参数采集：全部阀门开度大小指令信息传递完成后，通过反洗井方式洗出所述球本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于RFID的注水井用双向通信智能测调方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：S1，指令写入：通过RFID地面控制系统(1)将注水井下RFID配水器(9)的阀门开度大小和读取井下参数作为指令信息写入球形电子标签(11)；S2，指令下传：将步骤S1得到的已写入指令信息的球形电子标签(11)投入或泵送入所述注水井，当所述球形电子标签(11)依次通过多个所述RFID配水器(9)时，位于不同注水层位的所述RFID配水器(9)内的井下读写器将读取所述球形电子标签(11)携带的所述指令信息，相应的所述RFID配水器(9)根据所读取的阀门开度大小指令信息控制阀门开度；S3：电子标签回收及参数采集：全部阀门开度大小指令信息传递完成后，通过反洗井方式洗出所述球形电子标签(11)，当所述球形电子标签(11)再次通过所述RFID配水器(9)时，不同层位所述RFID配水器(9)内的井下读写器会将当前RFID配水器测量得到的流量、压力、温度等参数信息回传至所述球形电子标签(11)；S4：数据上传：待所述球形电子标签(11)返回井上后，通过PC机连接所述球形电子标签(11)，读取所述参数信息，实现数据上传；S5：指令修正：PC机对步骤S4得到的所述参数信息进行分析，计算得到所述RFID配水器(9)实际流量，根据所述实际流量确定所述RFID配水器(9)实际阀门开度，根据实际阀门开度与期望值之间的偏差，修正所述阀门开度大小指令信息并将修正后的指令信息写入所述球形电子标签(11)，为下一个测调流程做好校正准备；S6：重复步骤S2
‑
S5，直至所述球形电子标签(11)带回的流量、压力、温度等参数信息达到期望值或满足工作需求。2.根据权利要求1所述的双向通信智能测调方法，其特征在于：根据所述RFID配水器(9)反馈的流量、压力、温度等参数信息，查找数据库中的数值对应表确定球形电子标签流动干扰系数K和球形电子标签电磁干扰系数P。3.根据权利要求2所述的双向通信智能测调方法，其特征在于：所述球形电子标签(11)为椭球体形状，且其三维坐标形状表征函数为X2/a2+Y2/b2+Z2/c2＝1,其中a＝b≤c；其中当流动干扰系数K越大时c/a的取值越大，1≤c/a
∝
K。4.根据权利要求3所述的双向通信智能测调方法，其特征在于：所述球形电子标签(11)为内部设置沟道(131)的空心结构，所述沟道(131)内设置配重块(132)。5.根据权利要求4所述的双向通信智能测调方法，其特征在于：所述球形电子标签(11)包括供电电池(13)、编解码模块(14)、读写模块(16)、天线(15)，所述天线(15)设置有电感L、电容C、电阻R，其中所述电感L、电容C、电阻R组成RLC谐振电路，其中所述电阻R采用压电材料，并且设置在所述球形电子标签11外表面，其电阻值R随压力增大而减小。6.一种基于RFID的注水井用双向通信智能测调系统，应用于权利要求1
‑
5任一项所述的双向通信智能测调方法，其特征在于：所述系统包括地面部分和井下部分，所述地面部分包括RFID地面控制系统(1)、液压站(2)，所述井下部分包括以及由上至下依次设置的油管柱(3)、液控管线(4)、反洗井提升装置(5)、滑套(6)、顶封定位密封(7)、隔离封隔器(8)、RFID配水器(9)、插入密封(10)，所述RFID配水器(9)内置流量、压力、温度等传感器以及电机、无线射频模块和核心处理器，所述RFID地面控制系统(1)包括装有地面控制器操作软件的PC机。
7.一种基于RFID的采油井用双向通信智能测调方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：S1，指令写入：...
【专利技术属性】
技术研发人员：左凯，杨进，徐东升，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：
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