動液面在線連續(xù)監(jiān)測技術(shù)在超低滲油田的應(yīng)用

羅有剛，程顥，呼蘇娟，周楊帆，李亞洲

（中國石油長慶油田分公司油氣工藝研究院、低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室，陜西西安710021）

動液面在線連續(xù)監(jiān)測技術(shù)在超低滲油田的應(yīng)用

羅有剛，程顥，呼蘇娟，周楊帆，李亞洲

（中國石油長慶油田分公司油氣工藝研究院、低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室，陜西西安710021）

將動液面自動監(jiān)測裝置與數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)平臺相結(jié)合，實現(xiàn)了動液面遠(yuǎn)程在線連續(xù)監(jiān)測。通過對低產(chǎn)井動液面的連續(xù)監(jiān)測，可動態(tài)監(jiān)測油井產(chǎn)液情況，并根據(jù)動液面變化曲線，確定了低產(chǎn)油井的合理間抽時間。將摸索出的油井間抽制度在現(xiàn)場應(yīng)用，應(yīng)用后間抽井產(chǎn)量變化不大，抽油泵效明顯提高、節(jié)能效果顯著。

動液面；連續(xù)監(jiān)測；間抽

隨著長慶油田數(shù)字化建設(shè)的大力開展，對油井生產(chǎn)參數(shù)的自動化采集和管理已成為建設(shè)“數(shù)字化油田”的重要內(nèi)容之一。目前通過實時采集抽油機井載荷、沖程、沖次等參數(shù)已實現(xiàn)了示功圖在線實時監(jiān)測以及抽油機井功圖計產(chǎn)、工況診斷等功能。而動液面是為油田開發(fā)過程中一個重要的生產(chǎn)參數(shù)，目前各采油單位普遍使用回聲儀人工測量，這種測量方法自動化程度低，受人為因素影響較大，測試結(jié)果誤差大。同時，由于油井?dāng)?shù)量多，工人勞動強度大，數(shù)據(jù)處理周期長，且每隔15 d測試一次，測試結(jié)果不能實時反映油井的工作狀況，導(dǎo)致油井生產(chǎn)管理滯后，已不能適應(yīng)“數(shù)字化油田”建設(shè)的需要。為此，利用已有數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)及平臺，引進(jìn)動液面自動監(jiān)測裝置，實現(xiàn)了油井動液面在線連續(xù)監(jiān)測。

1　動液面在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)原理及技術(shù)特點

1.1系統(tǒng)原理

油井動液面在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)主要由井口監(jiān)測裝置、數(shù)據(jù)傳輸裝置、液面監(jiān)控軟件組成。其中井口監(jiān)測裝置包括井口連接器、機械發(fā)聲裝置、聲納傳感器、電磁控制裝置、信號處理模塊、電路控制模塊等。

油井動液面在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)利用套管氣為發(fā)聲源，采用聲納回聲探測原理，由井口發(fā)聲裝置上的電磁閥擊發(fā)機構(gòu)按照設(shè)定的程序定時發(fā)出一個聲脈沖，聲脈沖沿著油井油套環(huán)空向井下傳播，當(dāng)遇到油管接箍、液面等障礙物時，產(chǎn)生回波，回波由聲納傳感器接收，并轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過信號放大、濾波處理后，由A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)入微處理器識別處理，計算出動液面深度，并將處理后的動液面波形曲線及計算結(jié)果通過GPRS或RS485上傳至遠(yuǎn)端客戶端SQL server數(shù)據(jù)庫，通過軟件平臺實現(xiàn)動液面數(shù)據(jù)全天候?qū)崟r在線監(jiān)測。

1.2技術(shù)特點

利用套管氣作為發(fā)聲聲源，有效降低了測試成本。采用精密的聲納傳感器、數(shù)字濾波技術(shù)自動辨識動液面深度，處理后的波形、液面清晰可辨，大大提高了測試液面的準(zhǔn)確性。液面自動監(jiān)測裝置預(yù)留了標(biāo)準(zhǔn)的ModbusRTU協(xié)議的485及232接口，可方便快捷的實現(xiàn)與現(xiàn)有數(shù)字化平臺的數(shù)據(jù)傳輸，并設(shè)置了“即時測試”和“定時測試”兩種工作模式，可通過控制中心的PC機進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置、修改監(jiān)測靈敏度、自動檢測時間間隔等工作參數(shù)。

2　現(xiàn)場應(yīng)用情況

2012年在華慶油田G123-164等4口井完成了現(xiàn)場安裝，實現(xiàn)了動液面在線連續(xù)監(jiān)測，采集回放的液面波清晰可辨、計算液面較為準(zhǔn)確、可靠。

對于低產(chǎn)井，由于地層壓力低，地層能量不足，供液能力較差，而抽油泵排量大于地層供給量，造成深井泵出現(xiàn)“空抽”現(xiàn)象，原油中分離出的氣體增加了機械無功功率和管桿磨損。因此，如何確定低產(chǎn)井合理生產(chǎn)時間，對提高抽汲效率和節(jié)能降耗具有重要的指導(dǎo)意義。

2.1測試結(jié)果準(zhǔn)確性分析

為驗證在線連續(xù)監(jiān)測測試資料的準(zhǔn)確性，用常規(guī)綜合測井儀進(jìn)行同步測試，與在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)測試資料進(jìn)行了對比分析。測試對比數(shù)據(jù)（見表1），從表1可以看出兩種測試方式測試的液面差值≤38 m，最大誤差率為2.8%，因此所測資料比較可靠、準(zhǔn)確。

表1　兩種方式測試數(shù)據(jù)對比分析

2.2低產(chǎn)油井合理生產(chǎn)時間探索

利用動液面在線連續(xù)監(jiān)測技術(shù)可實時監(jiān)測液面恢復(fù)及變化情況來摸索油井間抽工作制度。通過對G13井進(jìn)行停抽液面恢復(fù)及開井生產(chǎn)液面連續(xù)監(jiān)測，該井日產(chǎn)液1.07 m3，泵深1 335 m。液面連續(xù)監(jiān)測曲線（見圖1），從圖1可看出停抽后液面上升速度緩慢，95 h上升387 m，平均4.07 m/h，開抽后液面快速下降，生產(chǎn)19 h后液面降至1 312 m，開抽后9 h內(nèi)液面下降速度快，平均下降30 m/h，9 h后液面下降逐步變緩，平均下降13 m。

圖1　動液面在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)原理圖

開抽后從功圖看出，剛開始功圖充滿度較好，9 h后（液面1 199 m）開始出現(xiàn)輕微供液不足，后逐步變差。通過對該井進(jìn)行液面監(jiān)測后，確定該井沉沒度應(yīng)在120 m以上，此時油井功圖飽滿，供液充足，油井合理間抽時間確定為5 h～6 h，試驗效果（見表2），實施后與全開時日產(chǎn)液量相差不大，泵效明顯提高，日耗電量減少50 kW·h。

圖2　123-166井液面變化情況

表2　間抽效果對比分析

3　結(jié)論及認(rèn)識

（1）與現(xiàn)有數(shù)字化平臺相結(jié)合的動液面在線連續(xù)監(jiān)測技術(shù)是“數(shù)字化油田”建設(shè)的有益補充，提高了液面監(jiān)測的實時性和準(zhǔn)確性，為實現(xiàn)基于動液面控制油井遠(yuǎn)程自動調(diào)速提供了重要的技術(shù)支持。

（2）動液面連續(xù)監(jiān)測技術(shù)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用，有效解決了低產(chǎn)井合理的開井關(guān)井時間，根據(jù)液面停抽恢復(fù)速度和啟抽下降速度確定生產(chǎn)周期，減少空抽現(xiàn)象的發(fā)生，減少管桿磨損、提高了抽汲效率。

（3）通過對動液面連續(xù)監(jiān)測，可擬合出動液面變化曲線，從而制定合理間抽時間，使油井長期處于合理沉沒度下，提高抽油泵效、降低油井單耗。

［1］何建中.抽油機在線監(jiān)測及自動控制技術(shù)研究與應(yīng)用［J］.石油機械，2012，40（2）：51-53.

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［3］秦艷臣，等.低液面井合理間抽方式確定與應(yīng)用［J］.石油石化節(jié)能，2012，（2）：6-8.

［4］牛貴鋒，吳江，廖伍彬，等.集成式液面自動監(jiān)測系統(tǒng)在渤海油田的應(yīng)用［J］.石油機械，2008，36（7）：59-62.

［5］李新春，姚艷芳，耿雪峰，等.液面實時監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用研究［J］.鉆采工藝，2003，26（6）：69-70.

The application of producing fluid level on-line continuous monitoring in the extra-low permeability reservoir

LUO Yougang，CHEN Hao，HU Sujuan，ZHOU Yangfan，LI Yazhou
（Oil&Gas Technology Research Institute of PetroChina Changqing Oilfield Company，National Engineering Laboratory For Exploration and Development of Low Permeability Oil and Gas Field，Xi'an Shanxi 710021，China）

Through combination of dynamic liquid level automatic monitoring devices and digital network and platform，which realizes the dynamic online remote level monitoring，besides，by means of continuous monitoring of low-yield wells dynamic liquid level，according to the dynamic liquid level change curve to determine a reasonable time of intermissive pumping.There was little change for the output of well after field application.It significantly improve pump efficiency，energy-saving effect is remarkable as well.

producing fluid level；continuous monitoring；intermittent pumping

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.07.013

TE933

B

1673-5285（2015）07-0057-03

2015－05-07

羅有剛（1982-），工程師，碩士研究生，2009年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）油氣田開發(fā)工程專業(yè)，現(xiàn)主要從事采油工藝方面的研究工作，郵箱：luoyg_cq@petrochina.com.cn。