新型井口間抽控制裝置現(xiàn)場試驗(yàn)應(yīng)用

孫旭耀（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

間抽控制裝置分為三個(gè)部分：液面測試單元、通訊控制單元和數(shù)據(jù)傳輸單元。液面測試單元主要通過一個(gè)高壓膠管與油井套管口連接，作為液面測試聲波信號(hào)的通道，液面測試采用亞聲波作為回波信號(hào)，信號(hào)源采用套壓差釋放技術(shù)。在套壓高情況下，液面測試儀控制內(nèi)部的電磁閥門瞬間釋放套管氣，并通過設(shè)備機(jī)械發(fā)生機(jī)構(gòu)發(fā)出亞聲波；在無壓或負(fù)壓情況下，液面測試儀啟動(dòng)內(nèi)部的高壓脈沖泵產(chǎn)生脈沖氣壓，并使脈沖氣壓通過設(shè)備的機(jī)械發(fā)生機(jī)構(gòu)發(fā)出亞聲波[1]。通訊控制單元主要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抽油機(jī)井啟?？刂疲瑪?shù)據(jù)傳輸單元主要對(duì)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問。

1 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

合理的間抽周期是保證油井獲得最大經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵，對(duì)間抽周期的摸索主要通過現(xiàn)場低壓測試實(shí)現(xiàn)，存在的問題是測試點(diǎn)少，間抽周期不合理，需要在生產(chǎn)過程中反復(fù)摸索，多次調(diào)整間抽周期。間抽控制裝置能實(shí)現(xiàn)液面的連續(xù)測試，精確確定間抽周期，確保間抽井獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

現(xiàn)場部分井安裝了雙功率電動(dòng)機(jī)，當(dāng)用高速高沖速生產(chǎn)時(shí)，沉沒度偏低。油井長期處于低沉沒度狀態(tài)生產(chǎn)，容易導(dǎo)致泵漏失或桿斷[2]。當(dāng)油井用低速低沖速生產(chǎn)時(shí)，沉沒度偏高，地層能量沒有得到合理應(yīng)用；因此，考慮這類井實(shí)施雙功率電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)管理，摸索合理的調(diào)速周期，以便油井在一段時(shí)間內(nèi)用高速生產(chǎn)，一段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)為低速生產(chǎn)，這樣既可以保證地層能量得到合理應(yīng)用，油井產(chǎn)量提高，同時(shí)又能保證抽油泵在合理的狀態(tài)下生產(chǎn)，避免泵漏失或桿斷而增加生產(chǎn)成本。

2 現(xiàn)場試驗(yàn)

現(xiàn)場選取3口井進(jìn)行試驗(yàn)，其中2口井用于間抽井間抽周期摸索，連續(xù)生產(chǎn)時(shí)平均動(dòng)液面905m，沉沒度25m，流壓3.14MPa。1口井用于調(diào)速試驗(yàn)，該井沖速8.6min-1（高速）生產(chǎn)時(shí)，動(dòng)液面848m，沉沒度48m；沖速5.8min-1（低速）生產(chǎn)時(shí)，動(dòng)液面357m，沉沒度539m，可以通過雙功率電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)管理，增加原油產(chǎn)量，確保油井在合理沉沒度下生產(chǎn)，延長檢泵周期。

2.1 液面變化快油井的試驗(yàn)效果

圖1 B1-10-B275井液面恢復(fù)曲線

圖2 B1-10-B275井液面下降曲線

從現(xiàn)場實(shí)施情況看，B1-10-B275井原來的間抽周期為開2天關(guān)3天。安裝間抽控制裝置后，觀察液面變化情況，開井生產(chǎn)時(shí)動(dòng)液面穩(wěn)定在906m左右。關(guān)井后觀察液面變化情況，關(guān)井初期液面恢復(fù)速度為1h上升超過100m，后期液面平均恢復(fù)速度是1h上升不足10m，1天內(nèi)液面恢復(fù)速度為1h上升27m；當(dāng)液面恢復(fù)到140m時(shí)恢復(fù)速度緩慢，采集數(shù)據(jù)顯示，液面在140m左右穩(wěn)定9h（圖1）。

B1-10-B275井間抽后開井生產(chǎn)，液面平均下降速度為每小時(shí)下降121m，7h液面下降至871m（圖2）。根據(jù)液面曲線變化，尋找拐點(diǎn)位置為該井實(shí)施間抽生產(chǎn)的最佳經(jīng)濟(jì)效益點(diǎn)，間抽周期調(diào)整為開2天關(guān)2天。

2.2 液面變化緩慢油井的試驗(yàn)效果

B3-5-B83井原有的間抽周期是開3天關(guān)4天，通過間抽控制裝置觀察液面變化情況，動(dòng)液面恢復(fù)緩慢，液面平均恢復(fù)速度每小時(shí)5m，關(guān)井8天動(dòng)液面才上升到284m（圖3）。從上升速度看，在關(guān)井第5天時(shí)液面上升到360m，之后液面上升速度緩慢。

圖3 B3-5-B83井關(guān)井沉沒度變化曲線

開井生產(chǎn)后，液面平均下降速度為每小時(shí)23m，因此該井的間抽周期由原來的開3天關(guān)4天調(diào)整為開2天關(guān)5天（圖4）。

圖4 B3-5-B83井開井液面下降曲線

2.3 調(diào)速試驗(yàn)效果

B3-5-B80井在沖速為5.8min-1穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)沉沒度為449m，之后將其轉(zhuǎn)為8.6min-1生產(chǎn)，生產(chǎn)穩(wěn)定后，沉沒度為48m。之后，該井的生產(chǎn)狀態(tài)調(diào)整為高沖速生產(chǎn)7天，低沖速生產(chǎn)9天（圖5）。

圖5 B3-5-B80不同沖速下生產(chǎn)動(dòng)液面曲線

3 存在問題及解決方法

3.1 液面升至井口導(dǎo)致儀器因凍堵而損壞

當(dāng)井口閘門關(guān)不嚴(yán)，油井關(guān)井時(shí)間過長，液體通過高壓膠管進(jìn)入控制箱內(nèi)的測試單元，影響測試效果，導(dǎo)致測試設(shè)備失靈，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞儀器。解決方法如下：

1）在井口安裝閘門，當(dāng)油井熱洗時(shí)關(guān)閉閘門，避免熱水進(jìn)入高壓管凍堵儀器。

2）在摸索關(guān)井周期時(shí)，當(dāng)液面快升至井口時(shí)，及時(shí)關(guān)閉井口閘門。

3）冬季生產(chǎn)時(shí)在高壓膠管外加伴熱帶，避免液體進(jìn)入高壓膠管發(fā)生凍堵現(xiàn)象。液面接近井口時(shí)，套管氣中含油水濃度偏高，油水進(jìn)入高壓膠管冷凝，積液過多，通過控制箱內(nèi)的放空閥手動(dòng)排空膠管內(nèi)液體。

3.2 液面監(jiān)控過程中容易出現(xiàn)突變點(diǎn)

間抽控制裝置通過網(wǎng)絡(luò)查看動(dòng)液面變化情況，但在實(shí)施過程中，出現(xiàn)液面突變點(diǎn)現(xiàn)象頻繁，應(yīng)根據(jù)單井的生產(chǎn)狀況，分析液面突變點(diǎn)產(chǎn)生的原因，由系統(tǒng)管理員選擇合理液面波進(jìn)行人工校正。

3.3 液面測試存在誤差

由于間抽控制裝置在測試動(dòng)液面過程中沒有對(duì)聲速進(jìn)行精確計(jì)算，輸入聲速為平均值，裝置測試液面與低壓測試儀測試的數(shù)據(jù)有誤差，可將低壓測試儀測出的聲速值輸入間抽控制儀，對(duì)液面數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，減少液面誤差。

4 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

4.1 節(jié)電

B1-10-B275井正常生產(chǎn)時(shí)日耗電213kWh，關(guān)井后再起抽時(shí)日耗電247kWh，一個(gè)間抽周期內(nèi)節(jié)電率為42.02%。

B3-5-B83井正常生產(chǎn)時(shí)日耗電165kWh，關(guān)井后再起抽時(shí)日耗電182kWh，一個(gè)間抽周期內(nèi)節(jié)電率為68.48%。

B3-5-B80井低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)日耗電106kWh，關(guān)井后再起抽時(shí)日耗電155kWh，低速運(yùn)轉(zhuǎn)較高速運(yùn)轉(zhuǎn)節(jié)電率為31.61%。

4.2 原油產(chǎn)量

B1-10-B275井按原有的間抽周期開2天關(guān)3天生產(chǎn)時(shí)，一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)油量減少1.91t，影響油比例為19.39%。新的間抽周期調(diào)整為開2天關(guān)2天后，一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)油量增加0.06t，增油比例為0.76%，間抽生產(chǎn)基本不影響產(chǎn)量。與原來相比，新的間抽周期更合理。

B3-5-B83井間抽周期為開2天關(guān)5天，由于該井液面恢復(fù)緩慢，關(guān)井時(shí)間較長，一個(gè)間抽周期內(nèi)產(chǎn)油量損失為41.57%，實(shí)施間抽生產(chǎn)從產(chǎn)油的角度評(píng)價(jià)為負(fù)效益。

B3-5-B80井在高沖速下生產(chǎn)時(shí)較低沖速下生產(chǎn)日產(chǎn)液高43.16%，由于不同生產(chǎn)參數(shù)下的周期合理，動(dòng)液面保持合理水平，油井的日產(chǎn)液量增加，實(shí)現(xiàn)了油井精細(xì)管理。

5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）新型井口間抽控制裝置克服了井口安裝氣槍測試動(dòng)液面時(shí)易出故障的弊病，通過液面測試單元實(shí)現(xiàn)了動(dòng)液面測試，根據(jù)液面變化實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)間抽的起、停控制。

2）動(dòng)液面精度是保證井筒內(nèi)液體不被抽空的關(guān)鍵，因此在安裝設(shè)備后，需要校正單井音速，以保證動(dòng)液面數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

3）當(dāng)油井液面升至井口后，如果不及時(shí)開井容易導(dǎo)致灌槍，無法繼續(xù)進(jìn)行液面測試，因此現(xiàn)場管理需要注意液面不要升至井口。

[1]李明,樊軍,何英,等.抽油機(jī)智能間抽設(shè)備的研制[J].機(jī)械研究與應(yīng)用,2006,19(2):100-101.

[2]向瑜章，梁廣江.抽油機(jī)智能間抽技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用[J].石油鉆采工藝，2004，26（4）：68-70.