油井動(dòng)態(tài)液面監(jiān)測綜合分析

范全軍，馬華鋒，劉景霞

（延長油田股份有限公司吳起采油廠，陜西延安 716000）

1 油井動(dòng)液面監(jiān)測技術(shù)原理

油井動(dòng)液面監(jiān)測是利用油井套管環(huán)空伴生氣或壓縮氣體，通過聲爆裝置發(fā)生氣體聲爆而產(chǎn)生測試聲波，聲波沿油套環(huán)空傳播，經(jīng)過接箍和液面產(chǎn)生反射回波，微音器將聲波信號(hào)輸入嵌入式ARM系統(tǒng)的井口儀表，ARM進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，或就地計(jì)算動(dòng)液面值，或數(shù)據(jù)分包、加密、傳輸，采用GPRS外網(wǎng)或無線RTU內(nèi)網(wǎng)傳輸至后臺(tái)監(jiān)控服務(wù)器，采用獨(dú)有的聲速計(jì)算模型和動(dòng)液面計(jì)算模型進(jìn)行實(shí)時(shí)精確和穩(wěn)定計(jì)算，開發(fā)大數(shù)據(jù)分析模型工作于自適應(yīng)模式，確保一井一方法，實(shí)現(xiàn)油井動(dòng)液面和套壓連續(xù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測。

2 油井動(dòng)液面監(jiān)測技術(shù)特點(diǎn)

1）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與云架構(gòu)，本地測量、遠(yuǎn)程監(jiān)控、手機(jī)APP、多用戶應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化油田多種接入與組網(wǎng)模式。

2）采用聲速計(jì)算模型與動(dòng)液面計(jì)算模型等核心技術(shù)，動(dòng)液面高精度與穩(wěn)定監(jiān)測。

3）獨(dú)有的大數(shù)據(jù)分析模型與自適應(yīng)模式，滿足不同地層生產(chǎn)油井動(dòng)液面動(dòng)態(tài)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)一井一方法實(shí)時(shí)計(jì)算。

4）固定式、移動(dòng)式、便攜式系列產(chǎn)品適合不同用戶的應(yīng)用。

5）油井動(dòng)液面監(jiān)測與間抽控制、液面智能采油控制、不停產(chǎn)二流量試井、鉆井試油、油藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測與描述等配套技術(shù)和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)動(dòng)液面連續(xù)監(jiān)測和油井生產(chǎn)等大數(shù)據(jù)融合應(yīng)用。

3 基于動(dòng)液面的間抽控制技術(shù)原理

通過油井動(dòng)液面的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，然后通過工頻柜聯(lián)動(dòng)間抽控制，科學(xué)間抽，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)液量的提高和能源的節(jié)約。

4 基于動(dòng)液面的不停井二流量試井原理

根據(jù)油藏水動(dòng)力學(xué)原理，當(dāng)油井改變工作制度時(shí)，將引起井底壓力和井周圍地層壓力變化，壓力變化過程反映了地層和流體性質(zhì)以及井泄油面積的內(nèi)外邊界情況。由迭加原理可知，關(guān)井是改變油井工作制度的一種模式，不關(guān)井只要改變抽油機(jī)沖程沖次（即工作制度），連續(xù)監(jiān)測環(huán)空液面變化，即可得到井底壓力隨時(shí)間的變化的分析資料，為油井優(yōu)化最佳工作制度和最優(yōu)開發(fā)油田提供依據(jù)。

5 現(xiàn)場安裝使用情況

5.1 基本情況介紹

樓坊坪采油隊(duì)探79區(qū)塊其油井主要生產(chǎn)層位為三疊系的長1、長 2、長 4+5、長6、長8、長9和侏羅系的延8、延 9、延10。目前，探79區(qū)塊生產(chǎn)油井動(dòng)液面監(jiān)測，樓坊坪采油隊(duì)使用手持式回聲儀進(jìn)行動(dòng)液面人工采集，1月進(jìn)行一次液面數(shù)據(jù)采集，采集費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低下，動(dòng)液面數(shù)據(jù)完全無法融入動(dòng)態(tài)分析，也不能為油田開發(fā)和工作制度調(diào)整（間抽）提供有效的信息。項(xiàng)目試驗(yàn)的目的在于針對(duì)樓坊坪采油隊(duì)探79區(qū)塊試驗(yàn)，應(yīng)用西安海聯(lián)石化科技有限公司油井動(dòng)液面連續(xù)監(jiān)測儀表和系統(tǒng)進(jìn)行油井動(dòng)液面連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測，試驗(yàn)與驗(yàn)證油井動(dòng)液面監(jiān)測儀表系統(tǒng)的適應(yīng)性和動(dòng)液面監(jiān)測效果，基于動(dòng)液面的智能間抽與智能液面控制，以及基于動(dòng)液面的不停井二流量試井技術(shù)應(yīng)用效果。

油井動(dòng)液面遠(yuǎn)程監(jiān)測儀安裝在樓坊坪采油大隊(duì)探79區(qū)塊，每日測試4組數(shù)據(jù)，目前安裝50臺(tái)動(dòng)液面遠(yuǎn)程監(jiān)測儀上線50口，現(xiàn)場安裝效果如圖1、圖2所示；連續(xù)運(yùn)行18個(gè)月，每臺(tái)設(shè)備每日至少測試4組數(shù)據(jù)，截至目前已經(jīng)測量10萬余條測試波形曲線。

圖1 吳28-19井組現(xiàn)場

圖2 吳28-75井組

50臺(tái)儀器分布在17個(gè)井組里，分別是：吳28-13井組（5臺(tái)），吳28-19井組（4臺(tái)），吳28-20井組（3臺(tái)），吳28-22井組（1臺(tái)），吳28-30井組（2臺(tái)），吳28-34井組（4臺(tái)），吳28-38井組（3臺(tái)），吳28-46井組（3臺(tái)），吳28-57井組（2臺(tái)），吳28-75井組（4臺(tái)），吳28-84井組（5臺(tái)），吳28-102井組（2臺(tái)），吳28-80井組（1臺(tái)），吳28-11井組（1臺(tái)），吳28-122井組（4臺(tái)），吳28-56井組（4臺(tái)），吳28-70井組（2臺(tái)）。

5.2 測試頻率的設(shè)置

油井動(dòng)液面測試頻率（測試時(shí)間間隔），依據(jù)油井油藏特點(diǎn)和油井采油工作狀態(tài)，以及油井動(dòng)液面監(jiān)測儀工作特點(diǎn)確定。在吳起采油廠樓坊坪采油大隊(duì)探79區(qū)塊，可參照長慶油田采油九廠、采油三廠的動(dòng)液面監(jiān)測經(jīng)驗(yàn)，6h監(jiān)測一次，每天24h監(jiān)測4組動(dòng)液面變化數(shù)據(jù)，確保每天一班8h至少有1組動(dòng)液面變化監(jiān)測數(shù)據(jù)。

5.3 層位區(qū)域優(yōu)選

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，該區(qū)域存在13個(gè)油組，其中延8、延9、延10和長1、長2、長4+5、長6、長8、長9、長10等油組有油氣顯示。根據(jù)開采現(xiàn)狀圖，主力開發(fā)層為長1、長2、長6三個(gè)油層，同時(shí)也是注水開發(fā)的單元區(qū)塊，要從標(biāo)準(zhǔn)化管理向精細(xì)化管理轉(zhuǎn)變，不但要設(shè)置更合理的工作制度（間抽），同時(shí)能監(jiān)測液面變化也是一舉兩得的事情，所以主要選擇生產(chǎn)層為長1、長2、長6的油井這三個(gè)區(qū)塊的開發(fā)提供一定的助力。50口井長1選擇20口，長2選擇16口，長6選擇10口，長4+5選擇2口，長8、長9各選擇1口，油井監(jiān)測范圍也盡量照顧開發(fā)區(qū)塊的形狀。

6 取得的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用建議

6.1 對(duì)于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集的意義

采用特定頻率次聲波、信號(hào)頻域處理和聲速模型與算法及自適應(yīng)模型，對(duì)提高油井動(dòng)液面監(jiān)測準(zhǔn)確性和可靠性至關(guān)重要，實(shí)現(xiàn)了改變了傳統(tǒng)測量方法，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化；

6.2 對(duì)于間抽調(diào)整工作的意義

油井動(dòng)液面、套壓連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測，確定地層供液能力和抽油泵的最佳沉沒度，制定合理的間抽周期，實(shí)現(xiàn)最佳抽油沖次控制，對(duì)提高油井產(chǎn)量和抽油效率具有重要作用，實(shí)現(xiàn)了間抽方案調(diào)整的合理化、科學(xué)化，節(jié)省了現(xiàn)場摸索時(shí)間成本。

（1）經(jīng)過本項(xiàng)目的實(shí)施總結(jié)了利用動(dòng)液面監(jiān)測儀進(jìn)行間抽制度制訂的具體方法，包括最佳沉沒度的確定方法，根據(jù)啟抽時(shí)間和停抽時(shí)間確定工作制度的方法，并進(jìn)行了驗(yàn)證，證明有效。

（2）同時(shí)根據(jù)觀察，本區(qū)塊特點(diǎn)在于日產(chǎn)液量大于2m3，沉沒度在長開狀態(tài)下大于50m的井，不能間抽，間抽會(huì)造成動(dòng)液面快速上升，含水率快速升高。

（3）對(duì)于試井測試的意義。通過對(duì)同一口井使用的二流量測試技術(shù)和關(guān)井壓力恢復(fù)測試技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，獲得成果如下：①采用二流量試井，可以用不關(guān)井測試方法獲得與關(guān)井壓力恢復(fù)相同的結(jié)果，兩種解釋結(jié)果差別較小，減少因關(guān)井測試所造成的產(chǎn)量損失，同時(shí)，節(jié)約了提泵作業(yè)費(fèi)用。②通過分析地層油藏情況，總結(jié)出了適合一套該區(qū)塊的二流量測試方案和選井標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)后續(xù)的單井不穩(wěn)定試井工作有極大的參考意義，可推廣至全廠進(jìn)行驗(yàn)證。

（4）對(duì)于地層油藏分析工作的意義。通過安裝區(qū)塊化安裝動(dòng)液面監(jiān)測儀，通過日常監(jiān)測結(jié)果和多井的二流量試井結(jié)果，可以對(duì)地質(zhì)、油藏進(jìn)行一定分析，對(duì)生產(chǎn)工藝的優(yōu)化具有指導(dǎo)意義。

（5）對(duì)于油井日常監(jiān)測管理的意義。油井動(dòng)液面連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測與油田數(shù)字化平臺(tái)融合，將井場生產(chǎn)油井動(dòng)液面監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接入油田數(shù)字化平臺(tái)，油井?dāng)?shù)據(jù)融合與綜合動(dòng)態(tài)分析，充實(shí)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，加快油井工作制度調(diào)整與地層情況變化相適應(yīng)的工作；轉(zhuǎn)變動(dòng)液面管理方式，實(shí)現(xiàn)井筒液面突漲的預(yù)警預(yù)報(bào)工作，盡早發(fā)現(xiàn)套破井和液面突變井。

（6）加大油井動(dòng)液面連續(xù)監(jiān)測區(qū)塊化的應(yīng)用。加快人工測量液面到數(shù)字化測量的液面的采集方式轉(zhuǎn)變，加快工作方式的改變，從測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榉治鲅芯繑?shù)據(jù)為主要工作內(nèi)容。

（7）對(duì)于沉沒度太高的油井，可以對(duì)其調(diào)整泵掛。

（8）加快基于動(dòng)液面智能間抽控制推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)智能間抽，建設(shè)數(shù)字化油田。

在現(xiàn)有的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)低產(chǎn)井和低沉沒度井推廣基于動(dòng)液面智能間抽控制。

（9）擴(kuò)大基于動(dòng)液面不停產(chǎn)二流量試井的應(yīng)用。利用基于油井動(dòng)液面監(jiān)測二流量不停產(chǎn)試井替代壓恢測試試井，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，逐步代替壓力恢復(fù)測試，節(jié)省試井測試成本。

7 結(jié)束語

1）通過油井動(dòng)液面連續(xù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，生產(chǎn)人員能夠根據(jù)動(dòng)液面確定最佳沉沒度和采油周期，以及最優(yōu)油田開發(fā)工藝，實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)精細(xì)化管理。

2）依據(jù)實(shí)時(shí)動(dòng)液面合理設(shè)置采油工藝或通過工頻柜聯(lián)動(dòng)控制，科學(xué)間抽與智能控制，降低采油設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。

3）動(dòng)液面測試方法及自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備，提高了油井資料錄取準(zhǔn)確率及測試效率，為油田開發(fā)提供更加準(zhǔn)確、可靠依據(jù)，指導(dǎo)開發(fā)工藝優(yōu)化，提升油井投出產(chǎn)出效率。