油井間抽節能技術研究與認識

蔡小輝（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

在油田開發中對嚴重供液不足井，間抽是一種極其有效的方法。間抽通過液面恢復的辦法，克服了供液能力不能滿足設備工作需要的問題，縮短了抽油機運行的時間，從而提高了泵效。但由于間抽需要一段時間的液面恢復，在此過程中，井筒壓力升高，隨之而來的是井筒和地層間壓差的減少。因此，既使抽油機在高效狀態下工作，同時又最大可能的發揮地層的潛力，即體現“高效”“高產”的原則，是確定合理的間抽必須解決的問題。

目前大慶油田有限責任公司第三采油廠低效抽油井有143口，主要集中在二次、三次加密井和過渡帶地區，其特點是產量低、沉沒度低、泵效低，示功圖顯示氣影響嚴重，長期運轉使泵活塞和工作筒干磨造成卡泵，同時造成能源浪費和設備損耗。因此，在保持油井產量穩定，保證抽油機井供采協調的前提下，開展間抽節能技術研究，最終達到保持合理沉沒壓力和節能增效的目的。

1 間抽技術條件

1.1 間抽機理

油井的產液量與油層的供液能力和工作制度有關，在抽汲過程中，油井供油半徑內，形成壓降漏斗，關井后，地層壓力和液面逐漸恢復。油井間抽就是利用井筒儲存效應，對低產、低效井進行一段時間的關井，使壓力、液面得到恢復，當達到一定合理液面后，再開井生產，既減少了抽油機運行時間，節約電能消耗；又提高了抽油泵的泵效，避免由于泵“干抽”而引起的設備損耗。

1.2 選井原則

1）油層滲透性低、與周圍水井連通狀況較差，地層能量得不到有效補充的長期供液不足的低產低壓井。

2）現有設備條件下，參數無法進一步縮小或調小后仍然達不到供、采協調的氣影響嚴重的井。

3）產液量小于15 t/d、沉沒度小于150m、泵效小于30%的抽油機井。

4）井口為偏心井口，以便錄取各項監測資料；單井具有計量流程，保證生產資料準確性和試驗效果分析。

1.3 間抽試驗研究的內容

依據選井原則，在薩北油田純油區二次、三次加密井及過渡帶地區選擇了50口低效井開展間抽試驗。主要進行以下三方面研究：

1）總結低效井實施間抽時，間抽周期確定、測試資料及生產管理等經驗和方法。

2）評價間抽井經濟界限和節能效果。

3）研究改變間抽制度與油井節能的關系。

1.4 間抽周期的確定

采取液面恢復法確定合理的間抽周期：液面恢復法是在油井停抽后，每隔2 h測一次液面（一天4次），連續測動液面，求得液面上升資料，繪出液面上升恢復曲線，曲線某一點開始逐漸平緩，出現拐點時，這一點對應時間是較合適的停抽延續時間，這時油井應啟抽。啟抽后，每隔2 h測試動液面，直到動液面降到泵吸入口附近，繪出液面下降曲線，確定間歇抽油井的停抽時間，然后繪出動液面與時間的關系曲線，動液面降到泵吸入口附近所對應的時間為油井連續抽油時間，這一時間應停抽。停抽和啟抽時間為間抽周期。

根據量油、取樣獲得產量折算出全月產油量，與間抽前相比較，如果出現負值，可調整間抽周期，直到合理為止。

2 典型間抽井分析

2.1 參數調整前的間抽周期

以北2-J5-59為例。利用液面恢復法繪制了曲線，從液面恢復曲線和生產時間與沉沒度關系曲線中可以看出，該井的間抽周期為停41 h，啟抽7 h。

2.2 參數調整后的間抽周期

為了摸索上調參間抽試驗，該井沖速由3 r/min上調到4.5 r/min，調整后又重新摸索了間抽周期。從參數上調后的生產時間與沉沒度關系曲線看，沉沒度下降速度明顯加快，啟抽5 h，沉沒度由739.38m下降到124.26m，所以參數調整后的間抽周期為停43 h，啟抽5 h。

2.3 實施間抽后的效果分析

1）單井產油量稍有下降。平均日產液由11.1 t下降10.7 t，日產油由1.0 t降到0.89 t，見表1。

2）間抽上調后，產量保持穩定，耗電量進一步降低。與參數上調前相比，日產液下降0.4 t，日產油上升0.01 t，平均單井日耗電減少7.2 kWh，見表1。

表1 北2-J5-59井間抽井試驗效果統計

3）降低了電耗。該井間開前日耗電量189 kWh，間開后折算日耗電量58 kWh，日節電量131 kWh，示功圖由間抽前的供液不足變為正常，抽油泵在合理沉沒壓力下工作，見圖1。

3 間抽井效果整體評價

3.1 間抽周期的合理確定

通過液面自動監測確定間抽制度。該技術是通過在井口安裝液面自動監測儀，利用井內氣體作為聲源，儀器內繼電器瞬間打開閥門使得氣體膨脹作為信號源，自動測試液面，實現液面的連續監測。圖2為液面連續監測法測量的北3-20-丙271井確定間抽周期曲線。

從曲線上可以看出，當沉沒度恢復到600 m時，沉沒度上升趨勢變緩，拐點出現，即為啟抽點。當沉沒度下降到160m時，沉沒度下降趨勢變緩，另一個拐點出現，即為停抽點。兩點之間的時間為運行時間。停抽后到下一次啟抽點，既為停抽時間。

對于沒有安裝儀器的井，參照自動監測的變化規律，采取通過液面加頻測試，繪制沉沒度恢復曲線，確定合理的間抽制度。

通過50口井間抽試驗，采取沉沒度恢復曲線法確定間抽周期，大部分間抽井沉沒度在600m到150m之間出現拐點，因此，間抽運行合理沉沒度在150～600m。

3.2 間抽井產量的合理確定

根據50口間抽試驗前后生產數據，按產量范圍2 t/d劃分不同區間，繪制了產量升降幅度、平均日節電變化曲線，見圖3。

從圖中可以看出：低產液井實施間抽后，隨著產量的升高，產量升降幅度不斷下降。當間抽前產量小于8 t/d時，間抽后產量略有增加或基本不變，當間抽前產量大于8 t/d后，隨著產量的增加，其下降幅度加大，但逐漸變緩，平均日耗電也隨產量增加而不斷下降。如果綜合考慮不影響油井的產量，又兼顧節能的要求，我們認為：產量小于10 t/d的油井比較適合實施間抽措施。

表2 間抽井前后效果統計對比

表3 間抽井上調參前后效果統計對比

3.3 間抽期間產液和含水變化規律

通過現場試驗得出間抽過程中產量、含水隨時間的關系，見圖4。產量變化曲線兩端較穩定，中間一段急劇變化，而含水變化曲線為先逐漸下降，后趨于平緩。主要由于關井后地層能量得到補充，井筒充滿流體，泵充滿程度高，產量高，同時由于油水比重不同，原油浮在上層，水在下層，隨著泵的抽汲作用，比重高的水先進入井筒，導致初期化驗含水高。隨著井筒內液面下降，生產壓差減小，原油進入井筒，井筒內磨擦阻力增大，同時井筒和地層原油脫氣嚴重，導致產量和含水都下降。

3.4 間抽井效果對比分析

實施間抽后,把動態數據折算成全月運行的指標，可以看出，平均單井日產液下降0.84 t，日產油下降0.04 t，含水下降0.3%，平均沉沒度增加233m，泵效提高16.2%，日節電107 kWh，50口井累計年節電113.4×104kWh，見表2。

對10口井采取上調參數間抽試驗對比，重新摸索間抽周期，上調后，月平均單井運轉時間減少0.8 d，平均單井日耗電減少9 kWh，系統效率增加10.8%，見表3。

3.5 強化間抽井科學化管理

間抽試驗期間，由于錄取資料的需要，間抽周期不滿一天的井采用了白天啟、晚上停的運行管理方式，在實際間抽中可以采用“移峰填谷”用電模式，白天停、晚上啟，合理優化運行。同時，還可以應用間抽控制器實現自動啟停，方便生產管理，減輕勞動強度，更易于推廣應用。

4 幾點認識

1）從開展的低產液抽油機井間抽試驗來看，間抽后產量下降在10%以內，影響不大，但節電效果卻非常明顯，平均單井日節電107 kWh，節電率達50%以上。

2）通過沉沒度恢復曲線法分析，試驗區塊抽油機間抽運行合理沉沒度范圍在150～600m。

3）通過間抽后產量、能耗變化規律，認為產量小于10 t/d的油井比較適合實施間抽措施。

4）應用液面自動監測儀結合間抽控制器，能夠快速、及時、準確監測液面變化情況，實現自動啟停抽油機，為間抽井管理提供有效保證。