新型井口間抽控制裝置現場試驗應用

孫旭耀（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

間抽控制裝置分為三個部分：液面測試單元、通訊控制單元和數據傳輸單元。液面測試單元主要通過一個高壓膠管與油井套管口連接，作為液面測試聲波信號的通道，液面測試采用亞聲波作為回波信號，信號源采用套壓差釋放技術。在套壓高情況下，液面測試儀控制內部的電磁閥門瞬間釋放套管氣，并通過設備機械發生機構發出亞聲波；在無壓或負壓情況下，液面測試儀啟動內部的高壓脈沖泵產生脈沖氣壓，并使脈沖氣壓通過設備的機械發生機構發出亞聲波[1]。通訊控制單元主要實現遠程抽油機井啟?？刂?，數據傳輸單元主要對測試數據進行遠程傳輸，實現遠程訪問。

1 試驗目的

合理的間抽周期是保證油井獲得最大經濟效益的關鍵，對間抽周期的摸索主要通過現場低壓測試實現，存在的問題是測試點少，間抽周期不合理，需要在生產過程中反復摸索，多次調整間抽周期。間抽控制裝置能實現液面的連續測試，精確確定間抽周期，確保間抽井獲得最大的經濟效益。

現場部分井安裝了雙功率電動機，當用高速高沖速生產時，沉沒度偏低。油井長期處于低沉沒度狀態生產，容易導致泵漏失或桿斷[2]。當油井用低速低沖速生產時，沉沒度偏高，地層能量沒有得到合理應用；因此，考慮這類井實施雙功率電動機動態管理，摸索合理的調速周期，以便油井在一段時間內用高速生產，一段時間內轉為低速生產，這樣既可以保證地層能量得到合理應用，油井產量提高，同時又能保證抽油泵在合理的狀態下生產，避免泵漏失或桿斷而增加生產成本。

2 現場試驗

現場選取3口井進行試驗，其中2口井用于間抽井間抽周期摸索，連續生產時平均動液面905m，沉沒度25m，流壓3.14MPa。1口井用于調速試驗，該井沖速8.6min-1（高速）生產時，動液面848m，沉沒度48m；沖速5.8min-1（低速）生產時，動液面357m，沉沒度539m，可以通過雙功率電動機動態管理，增加原油產量，確保油井在合理沉沒度下生產，延長檢泵周期。

2.1 液面變化快油井的試驗效果

圖1 B1-10-B275井液面恢復曲線

圖2 B1-10-B275井液面下降曲線

從現場實施情況看，B1-10-B275井原來的間抽周期為開2天關3天。安裝間抽控制裝置后，觀察液面變化情況，開井生產時動液面穩定在906m左右。關井后觀察液面變化情況，關井初期液面恢復速度為1h上升超過100m，后期液面平均恢復速度是1h上升不足10m，1天內液面恢復速度為1h上升27m；當液面恢復到140m時恢復速度緩慢，采集數據顯示，液面在140m左右穩定9h（圖1）。

B1-10-B275井間抽后開井生產，液面平均下降速度為每小時下降121m，7h液面下降至871m（圖2）。根據液面曲線變化，尋找拐點位置為該井實施間抽生產的最佳經濟效益點，間抽周期調整為開2天關2天。

2.2 液面變化緩慢油井的試驗效果

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

圖3 B3-5-B83井關井沉沒度變化曲線

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

圖4 B3-5-B83井開井液面下降曲線

2.3 調速試驗效果

B3-5-B80井在沖速為5.8min-1穩定生產時沉沒度為449m，之后將其轉為8.6min-1生產，生產穩定后，沉沒度為48m。之后，該井的生產狀態調整為高沖速生產7天，低沖速生產9天（圖5）。

圖5 B3-5-B80不同沖速下生產動液面曲線

3 存在問題及解決方法

3.1 液面升至井口導致儀器因凍堵而損壞

當井口閘門關不嚴，油井關井時間過長，液體通過高壓膠管進入控制箱內的測試單元，影響測試效果，導致測試設備失靈，嚴重時會損壞儀器。解決方法如下：

1）在井口安裝閘門，當油井熱洗時關閉閘門，避免熱水進入高壓管凍堵儀器。

2）在摸索關井周期時，當液面快升至井口時，及時關閉井口閘門。

3）冬季生產時在高壓膠管外加伴熱帶，避免液體進入高壓膠管發生凍堵現象。液面接近井口時，套管氣中含油水濃度偏高，油水進入高壓膠管冷凝，積液過多，通過控制箱內的放空閥手動排空膠管內液體。

3.2 液面監控過程中容易出現突變點

間抽控制裝置通過網絡查看動液面變化情況，但在實施過程中，出現液面突變點現象頻繁，應根據單井的生產狀況，分析液面突變點產生的原因，由系統管理員選擇合理液面波進行人工校正。

3.3 液面測試存在誤差

由于間抽控制裝置在測試動液面過程中沒有對聲速進行精確計算，輸入聲速為平均值，裝置測試液面與低壓測試儀測試的數據有誤差，可將低壓測試儀測出的聲速值輸入間抽控制儀，對液面數據進行校正，減少液面誤差。

4 經濟效益評價

4.1 節電

B1-10-B275井正常生產時日耗電213kWh，關井后再起抽時日耗電247kWh，一個間抽周期內節電率為42.02%。

B3-5-B83井正常生產時日耗電165kWh，關井后再起抽時日耗電182kWh，一個間抽周期內節電率為68.48%。

B3-5-B80井低速運轉時日耗電106kWh，關井后再起抽時日耗電155kWh，低速運轉較高速運轉節電率為31.61%。

4.2 原油產量

B1-10-B275井按原有的間抽周期開2天關3天生產時，一個周期內產油量減少1.91t，影響油比例為19.39%。新的間抽周期調整為開2天關2天后，一個周期內產油量增加0.06t，增油比例為0.76%，間抽生產基本不影響產量。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5天，由于該井液面恢復緩慢，關井時間較長，一個間抽周期內產油量損失為41.57%，實施間抽生產從產油的角度評價為負效益。

B3-5-B80井在高沖速下生產時較低沖速下生產日產液高43.16%，由于不同生產參數下的周期合理，動液面保持合理水平，油井的日產液量增加，實現了油井精細管理。

5 結論與認識

1）新型井口間抽控制裝置克服了井口安裝氣槍測試動液面時易出故障的弊病，通過液面測試單元實現了動液面測試，根據液面變化實現抽油機間抽的起、?？刂?。

2）動液面精度是保證井筒內液體不被抽空的關鍵，因此在安裝設備后，需要校正單井音速，以保證動液面數據準確。

3）當油井液面升至井口后，如果不及時開井容易導致灌槍，無法繼續進行液面測試，因此現場管理需要注意液面不要升至井口。

[1]李明,樊軍,何英,等.抽油機智能間抽設備的研制[J].機械研究與應用,2006,19(2):100-101.

[2]向瑜章，梁廣江.抽油機智能間抽技術的開發與應用[J].石油鉆采工藝，2004，26（4）：68-70.